เทคโนโลยีชีวภาพ คือ การนำความรู้ด้านชีววิทยา โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์ มาใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ในหลายรูปแบบ เช่น พันธุวิศวกรรม การโคลน การถ่ายฝากตัวอ่อน การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เป็นต้น

เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology) หมายถึง การนำเอาสิ่งมีชีวิต หรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ พืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์มาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง โดยใช้ความรู้หรือเทคนิควิธีการทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะกระบวนการทางชีววิทยา เพื่อผลิตสิ่งต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ เทคโนโลยีชีวภาพแบ่งออกเป็น 2 แบบกว้างๆ คือ

1. เทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิม

เป็นเทคโนโลยีที่มนุษย์รู้จักกันมานานแล้ว ไม่ต้องใช้เทคนิควิธีการทางวิทยาศาสตร์ และกระบวนการทางชีววิทยาขั้นสูง เช่น การใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในกระบวนการทางชีววิทยาในการหมักอาหาร การทำปุ๋ยหมัก การใช้สิ่งมีชีวิตควบคุมและกำจัดศัตรูพืช การคัดเลือกพันธุ์พืชและสัตว์ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เป็นต้น

2. เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่  

เป็นการใช้เทคโนโลยีชีวภาพที่ต้องใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และเทคนิควิธีการทางชีววิทยาขั้นสูง เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการใช้ความรู้ด้านพันธุศาสตร์ ในการตัดแต่งสารพันธุกรรม หรือ DNA เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering) ซึ่งเป็นการคัดเลือกนำเอาลักษณะเฉพาะของยีนจากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง มาใส่ในสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งจะทำให้ได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะตามที่เราต้องการ เช่น การตัดต่อยีนให้ได้พืชที่มีความทนทานต่อโรคและแมลง และโคลนนิ่ง เป็นต้น

การขยายพันธุ์ และการปรับปรุงพันธุ์สัตว์และพันธุ์พืช โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น

- การคัดเลือกพันธุ์ผสม จะได้พันธุ์สัตว์และพันธุ์พืชที่เป็นพันธุ์แท้ ซึ่งเป็นผลจากการผสมในสายพันธุ์เดียวกัน หรือได้พันธุ์ที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม และมีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดจากการผสมข้ามสายพันธุ์

- การโคลน (Cloning) จะได้สัตว์และพืชที่มีคุณสมบัติเหมือนเดิม เช่น สัตว์พวก กบ แกะ โค

- การปักชำ ติดตา ทาบกิ่ง ตอนกิ่ง ทำให้ได้พืชที่ให้ผลผลิตเหมือนเดิม

- การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ ทำให้ได้ผลผลิตที่มีลักษณะเหมือนเดิม หรือได้พืชใหม่ที่เกิดจากการกลายพันธุ์ เช่น กล้วยไม้ ข้าว เป็นต้น

- การใช้พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering) ทำให้ได้สัตว์และพืชที่มีลักษณะตามที่กำหนด เช่น ขนาดใหญ่ มีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น ทนทานต่อสิ่งแวดล้อมและโรคต่างๆ ได้ดีขึ้น

การโคลน

การโคลน (Cloning) หมายถึง การสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่ โดยไม่ได้อาศัยการปฏิสนธิของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ คืออสุจิ กับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย คือไข่ แต่ใช้เซลล์ร่างกายในการสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่

จุดประสงค์ของการโคลนสัตว์คือ เพื่อขยายพันธุ์สัตว์จำนวนมากโดยให้มีลักษณะเหมือนตัวต้นแบบทุกประการ เริ่มต้นจากการเลี้ยงและเพิ่มจำนวนเซลล์ที่มีความเหมือนกัน ในขั้นตอนนี้ อาจมีการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมของเซลล์ตามต้องการได้ด้วย แล้วจึงนำแต่ละเซลล์นี้ไปทำให้เกิดเป็นสัตว์ 

โดยหนึ่งเซลล์จะกลายเป็นสัตว์หนึ่งตัว สัตว์แต่ละตัวที่เกิดขึ้นจะเหมือนกันทุกประการ เนื่องจากแต่ละเซลล์เริ่มต้นมีลักษณะเหมือนกัน ขั้นตอนการโคลนสัตว์ มีดังนี้

1. คัดเลือกและดัดแปลงเซลล์ที่จะใช้เป็นต้นแบบของสารพันธุกรรมที่ต้องการ

2. เลี้ยงให้มีจำนวนและสมบัติที่เหมาะสม

3. ผ่านกระบวนการที่จะสร้างเซลล์ให้เป็นสัตว์โดยวิธีการต่างๆ

การถ่ายฝากตัวอ่อน

การถ่ายฝากตัวอ่อน (Embryo Transfer) คือการนำตัวอ่อนที่เกิดจากการผสมระหว่างตัวอสุจิของพ่อพันธุ์ และไข่ของสัตว์แม่พันธุ์ที่คัดเลือกไว้ แล้วล้างเก็บออกมาจากมดลูกของแม่พันธุ์ ต่อจากนั้น นำไปฝากใส่ไว้ให้เติบโตในมดลูกของตัวเมียอีกตัวหนึ่ง ให้อุ้มท้องไปจนคลอด

การถ่ายฝากตัวอ่อนนิยมทำกับสัตว์ที่มีการตกลูกครั้งละ 1 ตัว และมีระยะเวลาตั้งท้องนาน เช่น โค กระบือ แต่ไม่นิยมทำการถ่ายฝากตัวอ่อนกับสุกร เพราะสุกรสามารถมีลูกได้ง่าย ตกลูกครั้งละหลายตัว และมีระยะเวลาตั้งท้องไม่นาน

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Tissue Culture) จัดเป็นการโคลนอย่างหนึ่ง ทำได้โดยการนำส่วนใดส่วนหนึ่งของพืชมาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ ที่ประกอบด้วยธาตุอาหาร น้ำตาล วิตามิน และฮอร์โมนพืชในสภาพปลอดเชื้อ และมีการควบคุมแสงสว่าง อุณหภูมิ และความชื้น การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมีขั้นตอนดังนี้

1. เตรียมเนื้อเยื่อพืช

2. เพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์

3. เนื้อเยื่อเจริญเติบโตในอาหารสังเคราะห์

4. เนื้อเยื่อเจริญเติบโตขยายขนาดขึ้นเรื่อยๆ

5. ได้ต้นอ่อนพร้อมที่จะนำไปปลูกในเรือนเพาะชำ