20世纪下半叶,科学家在分子生物学和细胞生物学基础上发展起一门新兴学科——生物过程技术,它的任务是运用生物科学的新成就,对生物有机体进行不同层次的定向设计,创造和组建人类所需性状的新物种和新品种,人工操作生命,塑造新型物种。现代生物技术包括四个方面,即基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。
基因工程——即重组DNA技术,是指对不同生物的遗传基因,根据人们的意愿,进行基因的切割、拼接和重新组合,再转入生物体内,产生出人们所期望的产物,或创造出具有新的遗传特征的生物类型。世界上第一批重组DNA分子诞生于1972年,次年几种不同来源的DNA分子装入载体后被转入到大肠杆菌中表达,标志着基因工程正式登上历史舞台。
基因工程彻底改变了传统生物科技的被动状态,使得人们可以克服物种间的遗传障碍,定向培养或创造出自然界所没有的新的生命形态,以满足人类社会的需要。
定向控制生物遗传的技术,也就是基因重新组合的技术,用改变遗传方向的方法,获得新的遗传个体,从而改变物种或创造新物种。转基因生物就是将外源基因转入动物或植物,使其表达出原来没有的某种性状,得到的新型生物称为转基因动物或转基因植物。
世界科学家已在54种植物试验转基因成功,如水稻、玉米、马铃薯、棉花、大豆、油菜、番茄、黄瓜。
中国科学家率先才培育出世界上首例转基因杂交稻,可以有效地解决稻田中草荒以及杂交稻混杂问题。
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中国科学家已成功地通过外源基因移植,将牛、羊的生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中,获得第一代转基因鱼。利用细胞融合技术,中国科学家已培育出普通烟草与黄花烟草、普通烟草与粉蓝烟草......,为远缘杂交育种开辟了新途径。
90年代生物技术的一项重大进展,即克隆羊的诞生,为培育畜禽新品种展示了美好的前景。20世纪70年代在美国诞生了世界上第一家基因工程技术公司。
细胞工程——细胞工程是利用细胞的全能性,采用组织与细胞培养技术对动、植物进行修饰,为人类提供优良品种、产品和保存濒危珍稀物种。对细胞培养的工程,就是细胞工程。我们的人体是由1013的细胞组成的,在操作细胞的过程中,如将人体细胞取出体外进行培养,这就是细胞工程的一个技术。在植物中也是这样,我们希望它产生中药,便把植物的树根或叶片进行培养。
生物技术发展到今天,细胞则成了科学家们随意发挥想像力的乐园,他们甚至可以把生命像积木那样组装起来,进行细胞水平上的生命组合游戏。美国科学家采用细胞融合技术将番茄和马铃薯的细胞融合在一起,培育出称之为“番茄薯”或“薯番茄”的新型植物。依据植物细胞的“全能性”美国生物学家首先发明了人工种子,人工种子应用前景看好。
这是用基因技术培养的西红柿,它
成熟后不会很快软化,便于运输和储藏
植物细胞的全性能已经被生物学家的实验不断地予以证实,动物细胞同样具有复制个体的性能。人们设想将来能否复制出爱因斯坦。
酶工程——酶是一种在生物体内具有新陈代谢催化剂作用的蛋白质。它们可
特定地促成某个反应而它们本身却不参与反应,且具有反应效率高、反应条件温和、
反应产物污染小、能耗低和反应易控制等特点。
酶工程就是利用酶催化的作用,在一定的生物反应器中,将相应的原料转化成所需要的产品。它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。
酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。例如蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业;固定酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等,至于我们日常生活中所见到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等,就更是酶工程最直接的体现了。
发酵工程是指利用微生物的特定性状,通过现代工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的技术。
当前的医用抗生素、农用抗生素等已有数百种,绝大部分是发酵的产品。除抗生素外,发酵工程产品还包括氨基酸、工业用酶等。人们日常生活中广泛使用的味精、维生素已等也是发酵工程的产品。
我们可以把生产啤酒、酱油说成是生物技术,但这是早期的技术。而现在很多口服液就是发酵技术的产品,所以用的名词就是生物技术。

利用生物技术培育的观赏花卉
基因工程为人类打开了前所未有的
蝴蝶兰已经绽开了美丽的花朵
创造之门,或许不久我们就能在花
园里欣赏到这种自然界里没有过的
蓝色玫瑰
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