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2013-09-11
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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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