现代生物技术的标志是什么( 三 )


1970年,科拉纳等科学家完成了对酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成 。1971年美国保罗·伯格用一种限制性内切酶,打开一种环状DNA分子,第一次把两种不同DNA联结在一起 。1973年,以美国科学家科恩为首的研究小组,应用前人大量的研究成果,在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最有代表性的技术――基因工程的第一个成功的实验 。
他们在试管中将大肠杆菌里的两种不同质粒(抗四环素和抗链霉素)重组到一起,然后将此质粒引进到大肠杆菌中去,结果发现它在那里复制并表现出双亲质粒的遗传信息 。1974年,他们又将非洲爪蛙的一种基因与一种大肠杆菌的质粒组合在一起,并引入到另一种大肠杆菌中去 。结果,非洲爪蛙的基因居然在大肠杆菌中得到了表达(“表达”是指该基因在大肠杆菌内能合成生长激素抑制因子),并能随着大肠杆菌的繁衍一代一代地传下去 。
科学家们从科恩的实验中看出了基因工程的突出特点:(1)能打破物种之间的界限 。在传统遗传育种的概念中,亲缘关系远一点的物种,要想杂交成功几乎是不可能的,更不用说动物与植物之间、细菌与动物之间、细菌与植物之间的杂交了 。但基因工程技术却可越过交配屏障,使这一切有了实现的可能 。(2)可以根据人们的意愿、目的,定向地改造生物遗传特性,甚至创造出地球上还不存在的新的生命物种 。
同时,这种技术对人类自身的进化过程也可能产生影响 。(3)由于这种技术是直接在遗传物质核酸上动手术,因而创造新的生物类型的速度可以大大加快 。这些特点,引起了世界科学家的极大关注,短短几年内,基因工程研究便在许多国家发展起来,并取得一批成果,基因工程已成为20世纪最重要的技术成就之一 。现代生物技术是一个复杂的技术群 。
基因工程仅是现代生物技术中具有代表性的一种,它的特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物机能 。此外,在染色体、细胞、组织、器官乃至生物个体水平上也可进行创造或改造生物类型和生物机能的工程,例如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、数量遗传工程等,这些,也属于现代生物技术的范畴 。而为这些工程服务的一些新工艺体系,如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等,同样被纳入了现代生物技术的系统 。现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学等学科为支撑,结合了化学、化工、计算机、微电子等学科,从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科 。
就其应用领域,可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等 。生物工程生物工程(biological engineering;bion)生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科 。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超 远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术 。
?生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程 。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株” 。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益 和社会效益 。
生物工程的应用领域非常广泛,包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等 。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响,为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景 。主要课程:有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等 。主要实践性教学环节:包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计等,一般安排10-20周 。