现代生物技术研究进展

序言 现代生物技术概述 现代生物技术研究热点与趋势 生物技术与人类健康 生物技术与农林业 生物技术与食品化工 生物技术 与能源、材料与海洋 生物技术与环保及军事 生物安全 生物技术的产业化

1.现代生物技术概述
1.1生物技术的基本概念 生物技术（biotechnology)有时也称生物工程 (bioengineering)， 生物技术最初的含义是指利用生 物将原材料转变为产品。 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统 生物技术是指旧有的制酱、醋、酒、奶酪、酸奶及 有机酸的传统工艺。 现代生物技术是指以现代生命科学为基础（分子生 物学、细胞生物学），结合先进的工程技术手段利 用生物体及其亚细胞结构和分子，研究、设计和制 造新产品，或预期性地改变生物的特性乃至创造新 的物种或品种，使人们得到所期望的品质的技术。
A.从生物有机体的基因组中，分离出带目的基因 的DNA片段。 B.将带目的基因的外源DNA片段，连接到能自我 复制的载体分子上，形成重组DNA分子。 C.将重组DNA分子转移到适当的受体细胞内。 D.筛选获得了重组DNA的受体细胞，克隆。 E.克隆基因的表达，产生出人类所需要的物质 （见图）。

1.2.1.3基因工程的应用：
序言
当今世界，我们所处的这个时代， 是科学技术飞速发展、知识信息爆炸的 知识经济时代，世界各国都在相互竞争， 竞争的焦点集中在科学技术上，谁的科 技发达，谁的综合国力就强大。 现在世界七大高新技术分别是现代生 物技术、航天技术、信息技术、激光技 术、自动化技术、新能源技术和新材料 技术。
其中生物技术列在首位，生物技 术之所以令世界各国如此重视，是 因为它是解决人类所面临的诸如食 物短缺、人类健康、环境污染和资 源匮乏等重大问题上有着不可比拟 的优越性，还因为它与理、工、农、 医等科技的发展、与伦理道德、法 律等社会问题都有着密切的关系。


1.2生物技术的基本内容（几大领域）： 基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种 的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画 的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数 微型工厂，将神话变为现实的桥梁。 蛋白质工程： 巧夺天工的技术。


1.2.1基因工程：
基因工程是利用DNA重组技术在体外通过人工 “剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行 改造和重新组合，然后导入受体细胞，进行无性 繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类 需要的基因产物，达到定向地改变生物遗传特性 或创造新物种的 目的。
转基因工程药物和基因治疗 转基因植物 转基因动物
来自百度文库

1.2.2细胞工程：微观水平的嫁接技术
指在细胞水平上改造遗传结构，从而培养出具有新性 状的生物个体或细胞群体，主要包括细胞培养、细胞 融合、细胞重组。

1.2.2.1原理及操作：
细胞是构成生命有机体的基本单位， 包含有生命的全部遗传信息DNA。植物细胞具有全能 性，经过培养能够发育成一个完整的植株。细胞工程 的基本操作主要有以下三方面： 无菌操作技术、细胞培养技术和细胞融合技术。 1.2.2.2细胞（组织）培养：指将动物、植物或微生物 的细胞或组织经无菌处理后置于人工培养几基上，使 细胞增殖，进而按需要今年培养的技术。
生物技术的发展可谓日新月异，如同 20世纪五六十年代开始计算机改变从制 造业、旅游业、到保险业的每一个行业 一样，生物技术也将改变许多行业，影 响我们的生活和社会。 转基因食品----转基因农作物，抗虫棉、-----胰岛素、干扰素、疫苗-----人类说明书------
“ 未来”和 “爱情”一样神秘莫测，奇 幻非常，常常成为小说家笔下的主题， 当我们的先辈顶着酷热的骄阳，用长满 老茧的大手挥动着锄头耕耘农田时，不 会想到21世纪基因创造的新世界的模样。 专家预测，未来二十年，生化和医学的 诺贝尔奖很可能会授予有关基因的成果， 比尔 盖茨预言：下一个首富可能是从事 生物技术的投资者，------生物经济时代 开始了

1.2.2.5杂交瘤技术（单克隆抗体）：是指 将抗体产生细胞与具有无限增殖能力骨 髓细胞 相融合，通过有限稀释法及克隆 化，使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细 胞系，由于这种抗体是针对一个抗原决 定族的抗体，又是单一的淋巴细胞克隆 产生的，故又称为单克隆抗体。见图2-5。
1.2.3酶工程：
酶工程是利用酶的催化作用进行物质转化的 技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新 技术，也就是利用离体酶或直接利用微生物细胞、 动植物细胞、细胞器的特定功能，借助工程学手 段来为人们提供产品一门科学。 1.2.3.1酶工程包括的内容： （1）各类酶的开发和生产 （2）酶的分离、纯化、及鉴定技术 （3）酶的固定化技术 （4）多酶反应器的研制和应用 （5）酶结构改造修饰
植物细胞培养 动物细胞培养 1.2.2.3细胞融合： 指在一定的条件下2个或多个细 胞融合为一个细胞的过程，又叫细胞杂交。常用的 促融因子有聚乙二醇、灭活的仙台病毒等。植物细 胞融合见图2-4，动物细胞融合图2-5。 1.2.2.4 细胞重组；指在体外条件下，运用一定的实 验技术从活细胞中分离出各种细胞的结构或组成部 件，再把它们在不同的细胞之间重新进行装配，成 为具有生物活性的细胞，主要有核移植、叶绿体移 植、核糖体重建和线粒体装配等技术。如多莉的产 生既是核移植（见图）。
高新技术的重要特征之一是学科 横向渗透，纵向加深，综合交错， 发展迅速。所以世界各国争相投巨 资发展，确定生物技术为21世纪经 济和科技发展的优先领域。
在 20世纪90年代初，“21世纪是生 命科学的世纪”还是科学家的预言，仅 仅十年的发展，在刚刚进入21世纪，这 个预言正在变成现实。 « 圣经» 载，上帝在创世纪中创造了果 木、动物和人；21世纪人类将成为造物 主，因为基因的发现使人类能够改变生 命并创造生命，西游记中 孙猴子拔几根 猴毛吹出几个小猴子的神话正在变成现 实。

1.2.1.1基因工程的原理： 理论上的三大发现 技术上的三大发明
理论上的三大发现：

发现了生物的遗传物质是DNA 发现了 DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机理 发现了遗传信息的传递方式 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 基因工程的载体 逆转录酶的发现
技术上的三大发明：



1.2.1.2基因工程的过程；