2013-07-26 15:17:20 公务员考试网 文章来源:华图教育
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生物工程技术
20世纪70年代初,基因工程技术的问世和杂交技术的产生,促使了现代生物工程技术的形成。
目前,生物工程技术正朝着改变、修饰、重构生物功能的方向发展,即利用基因工程、细胞工程等技术 来改造生命体,使之生产出人类需要的生物物质。
一般认为,生物工程技术包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程,其外延还包括蛋白质工程(称 第二代基因工程)和生化工程。现代生物技术的核心是基因工程,它的出现带动了生物技术的全面发展。
(一)酶工程
酶是生物体进行新陈代谢、物质合成必不可少的生物催化剂,它的催化作用特点是特异性高,某 种酶专门催化某一反应;所需的反应条件温和,一般是常温常压。酶工程就是利用酶、细胞或细胞器 等具有的某些特异催化功能,借助工艺学手段和生物反应装置,生产人类所需要的产品。它是酶学理 论与化工技术相结合而形成的一项高新技术。
(二)发酵工程
发酵工程又称微生物工程,它是利用微生物的某种特定功能,通过现代化工程技术手段产生有用 物质或直接地把微生物应用于工业生产的一种技术体系。
日常生活中的酱油、醋等就是发酵的产物。目前近200个品种的医用抗生素、农用抗生素中,绝 大多数是发酵工程的产品。此外,氨基酸、核苷酸、维生素、留体激素、工业用酶以及日常人们熟知的 味精等也都是发酵工程的产品。原本一向作为食品加工手段的发酵技术,已被广泛应用于化工产品 生产、生物能量制造、金属矿物浸出及污水净化等许多方面。例如利用甘蔗和木薯通过酵母发酵,可 以大规模生产酒精,作为石油的替代能源。
(三)细胞工程
细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的方法,按照人们的设计,有计划地改变或创造细胞内 的遗传物质,从而控制或改变细胞的功能,快速繁育或培养新的优良品种的技术。细胞工程可以在植 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。
细胞工程主要有:
1.体细胞杂交技术
体细胞杂交也称细胞融合,就是用自然或人工的方法使两个(或几个)不同的细胞融合成一个细 胞。这种新的杂交细胞中含有两个亲本细胞的基因,从而使之获得优良性状。这种技术有可能消除 远缘物种间不能杂交的屏障。
2.核移植技术
核移植方法就是在显微镜下,将一个细胞的细胞核移到另一个事先除去细胞核的细胞中去,形成 一个包含了一个细胞的细胞核和另一个细胞的细胞质的杂交细胞——核质杂种。这种技术实际上移 植了全套基因,因而可以用来选育良种。
克隆是英文Clone的音译,即无性繁殖,是核移植技术用于哺乳动物所取得的重大突破。1997年 2月,英国科学家维尔穆特领导的小组宣布,他们将取自白品种绵羊的体细胞移植到事先去除了细胞 核的苏格兰黑面母绵羊的未受精卵内,培育出了一只克隆羊“多利”(Doliy)。这是世界上首例采用成 年哺乳动物的体细胞作为供体细胞得到的无性繁殖个体。
克隆羊的技术将会应用于良种保存、珍稀动物拯救、器官移植、疾病动物模型、药用蛋的生产等各 生物应用领域,对人类生活产生重大影响。
3.干细胞技术
胚胎干细胞是一种尚未发育分化的原始细胞,具有形成人体各种细胞的能力。受精卵便是一个 最初始的全能干细胞,随后它可以继续分化出许多全能干细胞,提取这些细胞中的任意一个置于子宫内,就可发育出一个完整的人体。
(四)基因工程
基因工程就是采用类似工程设计的方法,按照人类的需要,将有遗传信息的DNA片断,在体外条 件下进行分离、剪切、组合、拼接,然后,再把人工重组的基因转入宿主细胞内,进行大量复制,并使遗 传信息在新的宿主细胞或个体中高效率表达,从而获得人类所需要的基因产物。基因工程的理论依 据是分子生物学的中心法则理论。依据这个理论,只要改变基因结构,就能得到新的生物性状,达到 改良生物特性的目的。
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