一、生物技術(shù)概述
生物技術(shù)(biotechnology),是指人們以現代生命科學(xué)為基礎,結合其他基礎科學(xué)的科學(xué)原理,采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類(lèi)生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的。生物技術(shù)是人們利用微生物、動(dòng)植物體對物質(zhì)原料進(jìn)行加工,以提供產(chǎn)品來(lái)為社會(huì )服務(wù)的技術(shù)。它主要包括發(fā)酵技術(shù)和現代生物技術(shù)。因此,生物技術(shù)是一門(mén)新興的,綜合性的學(xué)科。
現代生物技術(shù)綜合基因工程、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、有機化學(xué)、無(wú)機化學(xué)、物理化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)及計算機科學(xué)等多學(xué)科技術(shù),可用于研究生命活動(dòng)的規律和提供產(chǎn)品為社會(huì )服務(wù)等。
二、生物技術(shù)的應用
目前生物技術(shù)除主要在人類(lèi)健康、農業(yè)、工業(yè)與環(huán)境中應用外,在其它領(lǐng)域也有一些應用。
現在開(kāi)發(fā)畜牧醫用產(chǎn)品的生物公司越來(lái)越多,美國每年用于動(dòng)物健康的產(chǎn)品市場(chǎng)約40億美元,美國農業(yè)部批準的動(dòng)物用生物制品約100種,主要是防止動(dòng)物傳染病和常見(jiàn)病的疫苗和治療藥。
生物技術(shù)也應用于珍稀野生動(dòng)物的保護,通過(guò)DNA識別來(lái)鑒別動(dòng)物的種類(lèi),跟蹤其活動(dòng)地域等。
海洋生物技術(shù)的應用使受過(guò)度捕撈而瀕臨滅絕的海洋生物的生存得到發(fā)展。同時(shí)又給人類(lèi)從豐富的海洋生物資源匯總發(fā)現新藥提供了途徑。例如海螺中的一種毒素是有效的止痛藥,海綿可以用作抗感染等。
生物技術(shù)應用于太空發(fā)展,可以為宇航員構建長(cháng)期太空探險所需的生命支持環(huán)境。另外,生物技術(shù)也用于人類(lèi)考古和犯罪調查,通過(guò)DNA分析可以研究人類(lèi)種群的進(jìn)化史。DNA技術(shù)應用于犯罪案件調查可以幫助執法人員確認罪犯。
三、基因工程
基因工程是指在基因水平上,按照人類(lèi)的需要進(jìn)行設計,然后按設計方案創(chuàng )建出具有某種新的性狀的生物新品系,并能使之穩定地遺傳給后代。基因工程采用與工程設計十分類(lèi)似的方法,明顯地既具有理學(xué)的特點(diǎn),同時(shí)也具有工程學(xué)的特點(diǎn)。
生物學(xué)家在了解遺傳密碼是RNA轉錄表達以后,還想從分子的水平去干預生物的遺傳。1973年,美國斯坦福大學(xué)的科恩教授,把兩種質(zhì)粒上不同的抗藥基因"裁剪"下來(lái),"拼接"在同一個(gè)質(zhì)粒中。當這種雜合質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌后,這種大腸桿菌就能抵抗兩種藥物,且其后代都具有雙重抗菌性,科恩的重組實(shí)驗拉開(kāi)了基因工程的大幕。
DNA重組技術(shù)是基因工程的核心技術(shù)。重組,顧名思義,就是重新組合,即利用供體生物的遺傳物質(zhì),或人工合成的基因,經(jīng)過(guò)體外切割后與適當的載體連接起來(lái),形成重組DNA分子,然后將重組DNA分子導入到受體細胞或受體生物構建轉基因生物,該種生物就可以按人類(lèi)事先設計好的藍圖表現出另外一種生物的某種性狀。
