现代生物技术简介

1. 现代生物技术简介

2. 一、什么是现代生物技术 • 二、现代生物技术与传统生物技术的异同 • 三、现代生物技术的应用 • 四、现代生物技术资源检索

3. 也称生物工程。在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。随着基因组计划的成功，在系统生物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医药生物技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥关键作用。 学术定义： 现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学、系统生物学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。就其应用领域，可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。

4. 现代生物技术和古代利用微生物的酿造技术和近代的发酵技术有发展中的联系，但又有质的区别。古老的酿造技术和近代的发酵技术只是利用现有的生物或生物机能为人类服务，而现代的生物技术则是按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和生物机能，或者改造现有的生物类型和生物机能，包括改造人类自身，从而造福于人类。现代生物技术生物工程，是人类在建立实用生物技术中从必然王国走走向自由王国、从等待大自然的恩赐转向主动向大自然索取的质的飞跃。

5. 一、基因工程 • 基因工程是一种按人们的构思和设计，在试管内操作遗传物质，并最终实现改造生物的新技术。基因工程对生物的改造，可以使生物像工厂似的为人类生产特殊产品，也可以使现有的动植物更符合人类的要求。

6. 基因工程在医药业中的应用。利用基因工程生产蛋白类药物，可提高产量，降低成本。如干扰素是一种蛋白质，能抑制癌细胞增殖，增强身体的防御功能。前田进[日]博士采用基因工程技术，使蚕生产人干扰素获得成功。他发现，附在蚕体内的NPV（核多角体病毒）增殖效果好，在蚕的一个细胞核中可以增至100万个。他把带有干扰素基因的重组体NPV接种到蚕体内，蚕便在体液中分泌出干扰素。

7. 基因工程在农业上的应用。1991年初，美国DNA植物技术公司的科研人员同时栽种了三批烟草植株。数月之后，其中一批由于遭受土壤中真菌的感染而严重损害；另一批由于使用了市售的化学杀菌剂而生长良好。而在第三批烟草植株上，它们没有使用任何杀真菌剂，却生长得特别旺盛，收获产量比前两批的都高。这是因为这批烟草并非普通烟草，而是基因重组的产物。

8. 基因工程在工业方面的应用。有一种超级细菌，能快速分解石油，可用于清除被石油污染的海域。这种超级菌是美国科学家用基因工程方法，把降解不同石油化合物的基因移植到一个菌株内而产生的。

9. 二、细胞工程 • 细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

10. 1.粮食与蔬菜生产 利用细胞工程技术进行作物育种，是迄今人类受益最多的一个方面。我国在这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径，培育出的水稻品种或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种，具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。

11. 园林花卉 在果树、林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技术。几乎所有的果树都患有病毒病，而且多是通过营养体繁殖代代相传的。用去病毒试管苗技术，可以有效地防止病毒病的侵害，恢复种性并加速繁殖速度。目前，香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术，已基本成熟。香蕉去病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体植物，必须通过无性繁殖延续后代，传统方法一般采用芽繁殖，感病严重，繁殖率低；而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品质，亩产量约提高30％～50％，很容易被蕉农接受。

12. 3.临床医学与药物 自1975年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首次获得单克隆抗体以来，许多人类无能为力的病毒性疾病遇到了克星。用单克隆抗体可以检测出多种病毒中非常细微的株间差异，鉴定细菌的种型和亚种。这些都是传统血清法或动物免疫法所做不到的，而且诊断异常准确，误诊率大大降低。例如，抗乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）的单克隆抗体，其灵敏度比当前最佳的抗血清还要高100倍，能检测出抗血清的60％的假阴性。

13. 4.繁育优良品种 目前，人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产。精液和胚胎的液氮超低温（-196摄氏度）保存技术的综合使用，使优良公畜、禽的交配数与交配范围大为扩展，并且突破了动物交配的季节限制。另外，可以从优良母畜或公畜中分离出卵细胞与精子，在体外受精，然后再将人工控制的新型受精卵种植到种质较差的母畜子宫内，繁殖优良新个体。综合利用各项技术，如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等，在细胞水平改造卵细胞，有可能创造出高产奶牛、瘦肉型猪等新品种。特别是干细胞的建立，更展现了美好的前景。

14. 三、酶工程 • 酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。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。

15. —、食品加工中的应用 • 　　酶在食品工业中最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒发酵。与之有关的各种酶如淀粉酶、葡萄糖异构酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制剂市场的一半以上。 • 　　目前，帮助和促进食物消化的酶成为食品市场发展的主要方向，包括促进蛋白质消化的酶（菠萝蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等），促进纤维素消化的酶（纤维素酶、聚糖酶等），促进乳糖消化的酶（乳糖酶）和促进脂肪消化的酶（脂肪酶、酯酶）等。 • 二、轻化工业中的应用 • 　　酶工程在轻化工业中的用途主要包括：洗涤剂制造（增强去垢能力）、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造（粘接剂）牙膏和化妆品的生产、造纸、感光材料生产、废水废物处理和饲料加工等。 • 　。

16. 三、医药上的应用 • 　　重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产。用于临床的各类酶品种逐渐增加。酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成部分而发挥医疗作用。如在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等。另外，酶作为临床体外检测试剂，可以快速、灵敏、准确地测定体内某些代谢产物，也将是酶在医疗上一个重要的应用。 • 四、能源开发上的应用 • 　　在全世界开发新型能源的大趋势下，利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料也是人们正在探寻的一条新路。例如，利用植物、农作物、林业产物废物中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等原料，制造氢、甲烷等气体燃料以及乙醇和甲醇等液体燃料。另外，在石油资源的开发中，利用微生物作为石油勘探、二次采油、石油精炼等手段也是近年来国内外普遍关注的课题。 • 五、环境工程上的应用 • 　　在科学技术高度发展的同时，环境净化尤其是工业废水和生活污水的净化，作为保护自然的一项措施，具有十分重要的意义

17. 四、发酵工程 • 发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

18. 1、在医药工业上的应用：基于发酵工程技术，开发了种类繁多的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素－2、抗血友病因子等。 • 2、在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。

19. 资源检索 • 1.生物工程·生物技术综合实验 [专著]／夏海武主编,   •  2.生物安全 [汇编]／刘谦,朱鑫泉主编,  2001.2,  Q788/200102 • 3.生物技术世纪 [中译文]：用基因重塑世界／(美)杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)著；付立杰等译,  2000.5,  Q78-49/200005 • 4.简明英汉生物技术词典 [参考工具]／吴相钰,潘乃穟编,  2000.1,  Q81-61/200001 • 5.生物伦理学 [汇编]＝BIOETHICS／高崇明,张爱琴编著,  1999.4,  B82-057/9904 • 6.生物工程 生物技术专业英语 [汇编]／邬行彦等编,  1999.10,  H31-43/9910 • 7.中国生物技术产业发展报告 [汇编]·2004／国家发展和改革委员会高技术产业司,中国生物工程学会编写,  F426.7/200301 • 8.现代生物科学仪器分析入门 [汇编]／徐金森编著,  Q-337/200406 • 9.分子生物学与生物技术 [中译文]＝Molecular biology and biotechnology／(英)J.M.沃克(J. M. Walker),(英)R.拉普勒(R.Rapley)编；谭天伟等译,  Q7/200301

20. 10.生物技术经济学 [中译文]／[加]詹姆斯·D·盖斯福德等著；黄祖辉,马述忠等译,  Q81/200312 • 11.生物技术投资必读 [中译文]：如何投资生物技术与生命科学板块／(美)唐马克(C.Mark Tang)著；(美)唐马克(C.Mark Tang),郁乐芸译,  Q81/200501 • 12.纳米材料与生物技术 [汇编]／杨文胜,高明远,白玉白等编著,  Q81/200507 • 13.现代应用生物技术 [汇编]／刘仲敏等主编,  Q819/200410 • 14.微生物技术开发原理 [汇编]／曲音波主编,  Q93-33/200503 • 15.转基因动物技术手册 [中译文]＝Transgenic animal technology：a laboratory handbook／(美)卡尔 A.平克尔特(Carl A. Pinkert)编；劳为德译,  Q953-62/200409 • 16生物技术概论 [汇编]／宋思扬,楼士林主编,   • 17.现代应用生物技术 [汇编]／刘仲敏等主编,   • 18.中药现代生物技术 [专著]／胡之璧主编,   • 19.中国生物产业发展报告 [专著]·2008＝Annual report on bioindustry in China·2008／张晓强主编；国家发展和改革委员会高技术产业司,中国生物工程学会编写