文档介绍：基础篇
第一章绪论
学习要求概要了解生物技术的含义、特点及其发展简史。了解现代生物
技术的各项技术及其与其他学科的相互关系。了解现代生物技术的主要应用及
其对人类社会发展的影响。
生物技术是当今世界发展最快、潜力最大和影响最深远的一项高新技术,
被视为世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机,实现可持续发展的
有效途径之一。所以,世界各国都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关
键技术之一。我国政府同样十分重视生物技术,并组织力量追踪和攻关。现代
生物技术为什么会引起世界各国如此普遍的关注和重视?它同国民经济和理、
工、农、医等科技与生产实践有何关系?首先,生物技术是解决全球经济问题
的关键技术,在迎接人口、资源、能源、食物和环境五大危机的挑战中将大显
身手。其次,生物技术将广泛地应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化
工、能源和环境等领域,促使传统产业的技术改造和新兴产业的形成,对人类
社会生活将产生深远的革命性的影响。所以,生物技术是现实生产力,也是具
有巨大经济效益的潜在生产力。生物技术是世纪高新技术的核心内容,生
物技术产业是世纪的支柱产业。
第一节现代生物技术的概念
一、生物技术的含义
生物技术( ,有时也称为生物工程( ,是指
人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学
原理,利用生物体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达
到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。
先进的生物工程技术一般是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及
生化工程(后处理工序)等中的新技术。生物体是指经改造而获得优良特性的
动物、植物或微生物品系。生物原料则指生物体的某一部分或其生长过程产
生的能利用的物质,如蛋白质、淀粉、脂肪、纤维素等有机物或无机物。为
人类生产所需要的产品包括医药、食品、化工原料、能源、金属等各种产
品。达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗、环境污染的检测和治理
等。
二、生物技术的内容
生物技术是一门综合性的新兴学科。根据其操作的对象及操作技术的不
同,生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程
项工程技术。
( 一)基因工程
基因工程( )是世纪年代初随着重组技术的
发展应运而生的一门新技术,是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的
技术。即按照人们的需要,用类似工程设计的方法将不同来源的基因(
分子)在体外构建成杂种分子,然后导入受体细胞,并在受体细胞内复
制、转录和表达的操作,也称重组技术。因此,由该技术构建的且具有
新遗传性状的生物称为基因工程生物或转基因生物。
( 二)细胞工程
一般认为,细胞工程( )是指以细胞为基本单位,在体外
条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改
变,从而达到改良生物品种和创造新品种的目的,加速繁育动植物个体,或获
得某种有用物质的技术。细胞工程主要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。
( 三)酶工程
酶工程( )是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化
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
的技术。主要包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶
反应器的设计技术等。
( 四)发酵工程
发酵工程( )是指利用包括工程微生物在内的某
些微生物或动、植物细胞及其特定功能,通过现代工程技术手段(主要是发酵
罐或生物反应器的自动化、高效化、功能多样化、大型化)生产各种特定的有
用物质;或者把微生物直接用于某些工业化生产的一种技术。由于发酵多与微
生物密切联系在一起,所以又有微生物工程或微生物发酵工程之称。
( 五)生化工程
生化工程( )是生物化学工程的简称。它是利用化
学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发,使之成为生物反
应过程的技术。
应该指出,上述项技术并不是各自独立的,它们彼此之间是互相联系、
互相渗透的(图。其中的基因工程技术是核心技术,它能带动其他技术
的发展。如通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的工程菌或细胞,都必须分
别通过发酵工程或细胞工程来生产有用的物质;同样可通过基因工程技术对酶
进行改造以增加酶的产量、提高酶的稳定性以及酶的催化效率等。而生化工程
则是上述各项技术产业化的下游关键技术。
图现代生物技术五大工程之间的相互关系
三、现代生物技术涉及的学科
现代生物技术是自然科学领域中涵盖范围最广的学科