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现代生物技术的五大工程
2020/6/8 8:24:52     公务员考试招聘网  浏览次数:                                字号:T | T
[ 导读 ] 最新科技常识。

现代生物技术的五大工程
现代生物技术,也称生物工程。它是以生命科学为基础,利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分的特性和功能,按照人类的需要改造和设计生物的结构和功能,以便更经济、更有效、更大规模地生产人类所需要的物质和产品的技术。
现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程以及后来发展的蛋白质工程等,其核心是基因工程。
1.发酵工程发酵工程又称微生物工程,是指采用工程技术手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。
2.细胞工程细胞工程是指通过细胞融合、核质移植、染色体移植以及组织和细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的技术。广义上说,细胞工程包括遗传工程即基因工程。细胞工程开辟了基因重组的新途径,它不需要经过分离、提纯、剪切拼接等基因操作,只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中,就能够形成杂交细胞,因而提高了基因转移的效率。细胞工程克服了常规杂交的局限性,使远缘杂交有了新的途径。它不仅可以在植物与植物之间、动物与动物之间、微生物与微生物之间进行远缘杂交,甚至可以在动物与植物、动物与微生物之间进行细胞融合形成杂交物种。现在从科学家们的实验室里已经出现了诸如土豆、番茄、山绵羊、大豆、烟草、芹菜、胡萝卜等等许多前所未有的生物°
品种
3.酶工程酶工程就是在一定的生物反应装置中利用酶的催化功能将相应的原料转化成有用物质的一门技术。人类有意识地利用酶已经有多年历史。最初,人们直接从动植物或微生物体内提取酶做成酶制剂,用于产品生产,这种方法直到现在仍被沿用。如现在我们使用的洗涤剂大部分是加酶的,其去污力大大加强。此外,在制造奶酪、水解淀粉、酿造啤酒中,酶制剂都可以得到直接的应用。由于从动植物中提取酶比较麻烦,数量也有限,人们普遍看好通过微生物大规模培养,然后从中提取酶,以获取大量酶制剂的方法。目前,很多的商品酶,如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等等,主要是来自于微生物的。所以酶工程离不开微生物发酵工程,也可以说是发酵工程的产物。在20世纪70年代以后,伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生,酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军。在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。不仅如此,还产生了威力更大的第三代酶,它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统,它正在成为酶工程应用的主角。
4.基因工程基因工程是指在分子水平上将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作过程。基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上,于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。随着DNA的内部结构和功能以及遗传机制秘密的逐步揭示,生物学家设想并实施在分子水平上去干预生物的遗传特性。按照人类的需要,把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”“组装”成新的基因组合,创造出新的生物,这种类似技术科学的工程设计,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”基因工程具有以下几个重要特征:首先,不同物种的基因的组合不受物种亲缘关系的限制。其次移植到寄主细胞中的已确定的DN片段可以进行大量的扩增、复制,并保持了高纯度
5.蛋白质工程目前,蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上,蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化、蛋白质结构和功能的分析、设计和预测,通过基因重组或其他手段改造或创造蛋白质。从广义上来说,蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就,它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来进行研究。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时代。蛋白质工程取得的进展向人们展示出了诱人的前景。例如,科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为速效型药品。如今,生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子组件,具有体积小、耗电少和效率高的特点,因此有极为广阔的发展前景。

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