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生物工程技術(shù)
20世紀(jì)70年代初，基因工程技術(shù)的問世和雜交技術(shù)的產(chǎn)生，促使了現(xiàn)代生物工程技術(shù)的形成。
目前，生物工程技術(shù)正朝著改變、修飾、重構(gòu)生物功能的方向發(fā)展，即利用基因工程、細(xì)胞工程等技術(shù) 來改造生命體，使之生產(chǎn)出人類需要的生物物質(zhì)。
一般認(rèn)為，生物工程技術(shù)包括酶工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和基因工程，其外延還包括蛋白質(zhì)工程(稱 第二代基因工程)和生化工程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的核心是基因工程，它的出現(xiàn)帶動(dòng)了生物技術(shù)的全面發(fā)展。
(一)酶工程
酶是生物體進(jìn)行新陳代謝、物質(zhì)合成必不可少的生物催化劑，它的催化作用特點(diǎn)是特異性高，某 種酶專門催化某一反應(yīng);所需的反應(yīng)條件溫和，一般是常溫常壓。酶工程就是利用酶、細(xì)胞或細(xì)胞器 等具有的某些特異催化功能，借助工藝學(xué)手段和生物反應(yīng)裝置，生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。它是酶學(xué)理 論與化工技術(shù)相結(jié)合而形成的一項(xiàng)高新技術(shù)。
(二)發(fā)酵工程
發(fā)酵工程又稱微生物工程，它是利用微生物的某種特定功能，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)手段產(chǎn)生有用 物質(zhì)或直接地把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)體系。
日常生活中的醬油、醋等就是發(fā)酵的產(chǎn)物。目前近200個(gè)品種的醫(yī)用抗生素、農(nóng)用抗生素中，絕 大多數(shù)是發(fā)酵工程的產(chǎn)品。此外，氨基酸、核苷酸、維生素、留體激素、工業(yè)用酶以及日常人們熟知的 味精等也都是發(fā)酵工程的產(chǎn)品。原本一向作為食品加工手段的發(fā)酵技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于化工產(chǎn)品 生產(chǎn)、生物能量制造、金屬礦物浸出及污水凈化等許多方面。例如利用甘蔗和木薯通過酵母發(fā)酵，可 以大規(guī)模生產(chǎn)酒精，作為石油的替代能源。
(三)細(xì)胞工程
細(xì)胞工程是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，按照人們的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地改變或創(chuàng)造細(xì)胞內(nèi) 的遺傳物質(zhì)，從而控制或改變細(xì)胞的功能，快速繁育或培養(yǎng)新的優(yōu)良品種的技術(shù)。細(xì)胞工程可以在植 物與植物之間、動(dòng)物與動(dòng)物之間、微生物與微生物之間進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交。
細(xì)胞工程主要有：
1.體細(xì)胞雜交技術(shù)
體細(xì)胞雜交也稱細(xì)胞融合，就是用自然或人工的方法使兩個(gè)(或幾個(gè))不同的細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì) 胞。這種新的雜交細(xì)胞中含有兩個(gè)親本細(xì)胞的基因，從而使之獲得優(yōu)良性狀。這種技術(shù)有可能消除 遠(yuǎn)緣物種間不能雜交的屏障。
2.核移植技術(shù)
核移植方法就是在顯微鏡下，將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移到另一個(gè)事先除去細(xì)胞核的細(xì)胞中去，形成 一個(gè)包含了一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核和另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的雜交細(xì)胞——核質(zhì)雜種。這種技術(shù)實(shí)際上移 植了全套基因，因而可以用來選育良種。
克隆是英文Clone的音譯，即無性繁殖，是核移植技術(shù)用于哺乳動(dòng)物所取得的重大突破。1997年 2月，英國(guó)科學(xué)家維爾穆特領(lǐng)導(dǎo)的小組宣布，他們將取自白品種綿羊的體細(xì)胞移植到事先去除了細(xì)胞 核的蘇格蘭黑面母綿羊的未受精卵內(nèi)，培育出了一只克隆羊“多利”(Doliy)。這是世界上首例采用成 年哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞作為供體細(xì)胞得到的無性繁殖個(gè)體。
克隆羊的技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于良種保存、珍稀動(dòng)物拯救、器官移植、疾病動(dòng)物模型、藥用蛋的生產(chǎn)等各 生物應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)人類生活產(chǎn)生重大影響。
3.干細(xì)胞技術(shù)
胚胎干細(xì)胞是一種尚未發(fā)育分化的原始細(xì)胞，具有形成人體各種細(xì)胞的能力。受精卵便是一個(gè) 最初始的全能干細(xì)胞，隨后它可以繼續(xù)分化出許多全能干細(xì)胞，提取這些細(xì)胞中的任意一個(gè)置于子宮內(nèi)，就可發(fā)育出一個(gè)完整的人體。
(四)基因工程
基因工程就是采用類似工程設(shè)計(jì)的方法，按照人類的需要，將有遺傳信息的DNA片斷，在體外條 件下進(jìn)行分離、剪切、組合、拼接，然后，再把人工重組的基因轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行大量復(fù)制，并使遺 傳信息在新的宿主細(xì)胞或個(gè)體中高效率表達(dá)，從而獲得人類所需要的基因產(chǎn)物。基因工程的理論依 據(jù)是分子生物學(xué)的中心法則理論。依據(jù)這個(gè)理論，只要改變基因結(jié)構(gòu)，就能得到新的生物性狀，達(dá)到 改良生物特性的目的。
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