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探索生物科技的前沿领域.pdf

发布:2025-03-12约9.65万字共138页下载文档
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,、生物技术的I定义

生物技术(biotechnology),有时也称生物工程(bioengineering),是指

们以现代生命科学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采用先进的工程技术

手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为类生产出所需产品或到

达某种目的。因此,生物技术是一门新兴的、综合性的学科。

先进的工程技术手段是指基因工程、细胞工程、酹工程、发酵工程和蛋白质工程

等新技术。改造生物体是指获得优良品质日勺动物、植物或微生物品系。生物原料

则指生物体H勺某一部分或生物生长过程所能运用H勺物质,如淀粉、糖蜜、纤维素

等有机物,也包括某些无机化学品,甚至某些矿石。为类生产出所需日勺产拈包

括粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等多种产品。到达某种目日勺则包括

疾病的防止、诊断与治疗、环境污染H勺检测和治理等。

二、生物技术的研究内容

根据生物技术操作的I市象及操作技术日勺不一样,生物技术重要包括如下5项技

术(工程)。

(1)基因工程

基因工程(geneengineering)是应用工措施把生物的遗传物质(DNA)分离

出来,在体外进行切割、拼接和重组。然后将重组了的DNA导入某种宿主细胞

或个体,从而变化它们的遗传品性;有时还使新的遗传信息(基因)在新的宿主

细胞或个体中大量体现,以获得基因产物(多肽或蛋白质)。这种发明新生物并

予以新生物以特殊功能的过程就称为基因工程,也称为DNA重组技术。

(2)细胞工程

细胞工程(cellengineering)是指以细胞为基本单位,在体外条件下进行培养、

繁殖,或为地使细胞某些生物学特性按们的意愿发生变化,从而到达改良生

物品种和发明新品种,加速繁育动、植物个体,或获得某种

有用的物质日勺过程。细胞工程应包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技

术(也称细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。

(3)发酵工程

发醉工程(fermentationengineering)是运用微生物生长速度快、生长条件简

朴以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物

与『某特定功能生产出人类所需日勺产品称为发酵工程,有时也称微生物工程。

(4)酶工程

酶工程(enzymeengineering)是运用酶、细胞器或细胞所具有日勺特异催化功能,

或对酶进行修饰改造,并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的I一项

技术。它包括酶H勺固定化技术、细胞H勺固定化技

术、酶日勺修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。

(5)蛋白质工程

蛋白质工程p(roteinengineering)是指在基因工程口勺基础上,结合蛋白质结

晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识,通过对基因的人工定

向改造等手段,从而到达对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要

区)新型蛋白质。

一、改善农业生产、处理食品短缺

(1)提高农作物产量及其品质

1、培育抗逆的作物优曳品系

通过基因工程技术对生物进行基因转移,使生物体获得新的优良品性,称之为转

基因技术。运用转基因技术可以培育出具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆

特性及品质优良的作物新品系,如转苏云金芽胞杆菌B(acillusthuringiensis,

Bt)毒蛋白基因的抗虫棉花。

2、植物苗的工厂化生产

运用细胞工程技术对优良品进行大量的迅速无性繁殖,实现工业化生产,即植

物微繁殖技术,又称植物微繁殖技术。运用这无性繁殖技术,可在短时间内得

到遗传稳定的、大量的小苗(试管苗),并可实现工厂化生产。运用植物微繁殖

技术还可培育出不带病毒的脱毒苗。

植物的微繁殖技术已广泛地应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物的迅速

繁殖。

3、提高粮食品质

生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害口勺新品系外,还可培育品质好、营养

价值高日勺作物新品系。例如I,科学家将水仙花和玉米合成B-胡萝卜素H勺基因导

入水稻培育出高胡萝卜素含量的水稻G(oldenRice,黄金稻

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