生物工程簡介

1、生物工程簡介生物工程技術(shù)概述生物工程的構(gòu)成體系生物工程的發(fā)展我國生物工程的水平及其發(fā)展生物工程技術(shù)概述生物工程技術(shù)概念生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)生物工程技術(shù)概念生物技術(shù)是將生物化學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)和化學(xué)工程應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程（包括醫(yī)藥衛(wèi)生、能源及農(nóng)業(yè)的產(chǎn)品）及環(huán)境保護的技術(shù)。與生物技術(shù)相關(guān)的學(xué)科很多，有生物學(xué)（包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)）、化學(xué)、工程學(xué)（化學(xué)工程、機械工程、電子工程等）、臨床醫(yī)學(xué)、藥劑學(xué)、農(nóng)學(xué)等。生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，作為廿一世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)更是成為其中的重中之重，截止20世紀(jì)末，全世界生物技術(shù)產(chǎn)品銷售額已達(dá)1000億美元。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為一種新興的高科技

2、高附加值產(chǎn)業(yè)，越來越體現(xiàn)出其魅力所在，并逐漸占據(jù)現(xiàn)今社會經(jīng)濟的制高點，并進而成為廿一世紀(jì)的技術(shù)核心。1996年度諾貝爾獎獲得者美國化學(xué)家羅伯特.柯爾說：“本世紀(jì)是物理學(xué)和化學(xué)的世紀(jì)，下個世紀(jì)顯然是生物學(xué)的世紀(jì)。”生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)據(jù)有關(guān)人士預(yù)測下世紀(jì)全世界將有三分之二的人在生物企業(yè)中工作，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將逐漸超過其他行業(yè)而躍居首位，繼電腦信息產(chǎn)業(yè)的浪潮之后，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的大潮正洶涌而來。生物工程的構(gòu)成體系以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生化工程等為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)近20年來發(fā)展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。所謂生物技術(shù)（Biotechnology）是指“用活的生物體

3、（或生物體的物質(zhì)）來改進產(chǎn)品、 改良植物和動物，或為特殊用途而培養(yǎng)微生物的技術(shù)”。 生物工程則是生物技術(shù)的統(tǒng)稱，是指運用生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等原理與生化工程相結(jié)合來改造或重新創(chuàng)造設(shè)計細(xì)胞的遺傳物質(zhì)、培育出新品種，以工業(yè)規(guī)模利用現(xiàn)有生物體系，以生物化學(xué)過程來制造工業(yè)產(chǎn)品。簡言之，就是將活的生物體、生命體系或生命過程產(chǎn)業(yè)化過程。包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、微生物發(fā)酵工程、生物電子工程、生物反應(yīng)器、滅菌技術(shù)及新興的蛋白質(zhì)工程等，其中，基因工程是現(xiàn)代生物工程的核心?；蚬こ蹋ɑ蛟贿z傳工程、基因重組技術(shù)）就是將不同生物的基因在體外剪切組合，并和載體（質(zhì)粒、噬菌體、病毒）DNA連接，

4、 然后轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi)，進行克隆，并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞/微生物內(nèi)表達(dá)產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。生物工程的構(gòu)成體系基因工程主要包括目的基因的提取和剪切、 基因與載體的重新連接（ DNA體外重組）、重組DNA導(dǎo)入新的寄主細(xì)胞、發(fā)酵培養(yǎng)、目的蛋白質(zhì)的提煉和純化技術(shù)。細(xì)胞工程包括細(xì)胞融合、細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)和植物組織快速繁殖技術(shù)。酶工程主要包括酶的開發(fā)與生產(chǎn)、酶的固定化和酶的分子改造、修飾技術(shù)。發(fā)酵工程包括菌種選育、菌體生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的發(fā)酵以及微生物機能的利用等。生化工程包括生物反應(yīng)器的設(shè)計、傳感器的研制和產(chǎn)品的分離、精制技術(shù)。生物工程的構(gòu)成體系根據(jù)技術(shù)方法的不同，生物工程還可具體分為：給藥方法、基因治療、

5、基因?qū)W、 基因工程、 重組化學(xué)、 試劑、 單克隆體 / 多克隆體、光激活制癌、癌苗、發(fā)酵等。生物工程的發(fā)展第一代 生物技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)第二代 近代生物技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展第三代 現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品 第一代生物技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)例如，1857年法國著名生物學(xué)家巴斯德用實驗證明了酒精發(fā)酵是由活的酵母引起的，其它不同的發(fā)酵產(chǎn)物則是由不同微生物的作用而形成。后來發(fā)現(xiàn)是因為它們分泌了一種具有發(fā)酵能力的物質(zhì)，稱為酶。其它如制造醋、醬（油）、奶制品、面包，醫(yī)學(xué)上的以霉治瘍技術(shù)。 第二代近代生物技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展40年代初，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。醫(yī)生們急需一種比磺胺藥物更為效而毒副作用小的抗菌感染的藥物。來治療傷員和平民因創(chuàng)傷引起

6、的感染及繼發(fā)性疾病。于是，1928年英國FLEMINGFA發(fā)現(xiàn)的青霉素成為此類抗菌消炎藥的首選。時至今日，青霉素仍被認(rèn)為是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)。 第三代現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品 從1953年美國的WATSON及CRICK發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，由此而來21世界克隆等基因工程的快速發(fā)展。1953年GRUBHOFER及SCHLEITH提出了酶的固定化技術(shù)。1956年，中國首次人工合成了結(jié)晶牛胰島素。到現(xiàn)在，干擾素、生長激素、淋巴細(xì)胞活素、疫苗、白蛋白、心鈉素等各種DNA重組技術(shù)產(chǎn)品已逐漸被廣泛運用 我國生物工程的水平及其發(fā)展我國生物工程的水平我國生物工程的發(fā)展我國生物工程的水平基礎(chǔ)研究備受重

7、視，成績斐然。我國生物科技雖然起步較晚，基礎(chǔ)差， 但一開始就受到高度重視，早在1978年，遺傳工程在全國科技大會上被列為重點帶頭學(xué)科，“六五”期間，基因工程、酶工程、發(fā)酵工程被列入國家科技攻關(guān)計劃，組織全國各相關(guān)院校及科研機構(gòu)開展相關(guān)基礎(chǔ)研究，并陸續(xù)組建了分別從事基因藥物、生物制品和疫苗研究的3個國家級研究開發(fā)中心以及30 多個國家重點生物工程實驗室。我國生物工程的水平經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國現(xiàn)代生物技術(shù)總體已居世界中上水平，生物技術(shù)產(chǎn)品實際上已經(jīng)進入了普通百姓生活，基因工程乙肝疫苗、干擾素已經(jīng)進入市場。近年來，我國研制的生物技術(shù)藥物包括：基因工程活性蛋白多肽、反義藥物、基因工程疫苗、基因工程抗

8、體、重組免疫毒素、基因工程抗生素等。我國生物工程的水平現(xiàn)代生物工程醫(yī)藥的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，為解決人類面臨的環(huán)境與健康、資源與能源、食品與營養(yǎng)等重大問題提供了全新概念和手段。在世紀(jì)之交的關(guān)鍵時刻，從國際生物技術(shù)發(fā)展的趨勢出發(fā)，探討廿一世紀(jì)初我國生物醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展應(yīng)重點關(guān)注的前沿科學(xué)，如惡性腫瘤、心血管疾病、高血壓、糖尿病等相關(guān)基因研究，基因治療、基因診斷、基因疫苗將在預(yù)防醫(yī)學(xué)上發(fā)揮重大作用，從而大大提高人類的健康質(zhì)量。我國生物工程的發(fā)展50年代抗生素藥物生產(chǎn)和應(yīng)用。60年代小兒麻痹疫苗研究。60年代中世界首次人工合成胰島素。 70年代世界首次合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移RNA.80年代，我國在乙肝疫苗研究、基因工程干擾素產(chǎn)品的開發(fā)、單克隆抗體診斷技術(shù)方面作出了巨大貢獻(xiàn)。80年代中期，國家財政資組建、擴建了30個國家科學(xué)實驗室，直接間接為生物科學(xué)服務(wù)的有11個，占37%，占投資總額的35%。我國生物工程的發(fā)展80年代中期，由四位科學(xué)家建議，由小平同志親自主持制定