生物技术shēngwù jìshù见“生物工程”。 生物技术shēngwù jìshù应用分子生物学指导下的各种生物利用技术,包括遗传工程技术、细胞工程技术、酶工程技术、发酵工程技术等。例如:“现在,生物技术所包括的4大领域均已有产品投入市场,整个生物技术已经开始进入产业化阶段。”(《光明日报》1985.2.8)“组织培养是一种生物技术,它没有基因拼接闻名,但其结果同样给人印象很深。”(《中国青年报》1990.12. 18) 生物技术biotechnology以生命科学为基础,利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术,又称生物工程。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个领域。 传统的生物技术如微生物发酵技术,已在食品、制药和轻工业等部门广泛应用,并形成了庞大的产业,取得了巨大的经济效益和社会效益。70年代以来,随着基因重组、细胞(包括原生质体)和组织培养,酶的固定化,动植物细胞大规模培养,现代化生物反应器和计算机的应用以及产品分离、纯化等技术的迅速发展,生物技术进入了新的发展阶段,为解决人类所面临的食品与营养、物资与能源、环境与健康等重大问题开辟了新途径,逐渐形成一批新兴产业,并将对传统技术的改造和产业结构的调整产生深远的影响,具有巨大的经济潜力。 发酵工程 是传统的、古老的生物技术,酿酒、制醋以及酱油和豆腐乳的酿造,在中国已有几千年历史,但发酵科学理论的建立,只不过100多年。19世纪中期,法国伟大的微生物学家巴斯德(L. Pasteur)首先揭露了发酵作用的实质是由微生物引起的,由此奠定了发酵工程的科学基础。此后人们可以有意识地利用纯种微生物在特定的发酵器中生产有用的微生物产品。20世纪40年代抗生素的发现,不但引起了医药的革命性变化,使不少过去难以治疗的传染病,能有效地加以控制,而且也将传统的厌气发酵技术发展成为现代化的深层通气搅拌培养,包括菌种的分离、选育、发酵器设计、空气净化、发酵条件以及产品分离、提纯等技术。人们可以利用这套技术大规模生产人类必需的氨基酸和维生素,用于食品和化工原料的有机酸和有机溶剂,刺激植物生长的赤霉素,促进肉用牛和羊增重的玉米赤霉醇、杀灭线虫和螨类的驱虫素以及甾体物质的转化、疫苗、酶制剂和饲料用单细胞蛋白等,从而形成了一个庞大的发酵工业,同时也展示出微生物确是一个庞大的资源宝库,有待人们进一步开发和利用。 80年代又将微生物发酵技术移植到大规模培养植物细胞,用以产生有特殊价值的植物次生代谢产物(如中草药的有效成分)。新的生物反应器、和传感器以及电子计算机应用于发酵工业,实现了生产自动化控制,大大提高了发酵的效率。当前,也有人将生物反应器单列为生物技术内容之一。 酶工程 将生物体内具有特定催化作用的酶类分离出来,在体外进行催化反应。酶反应特点是在常温、常压下,专一性地快速进行催化反应; 但酶不稳定,容易失活,为了提高酶的稳定性和适于连续作业,发展了酶的固定化技术,将酶固定在特定的载体上,当反应物通过固定化酶时,即可快速催化生成相应的产物。 当前酶制剂的生产,主要依靠微生物发酵技术,自微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类,如α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。 从动、植物中提取的酶类尚不多,但也有巨大潜力,如从木瓜中可提取木瓜蛋白酶,用作肉的嫩化和啤酒的防浊; 从牛胃中提取的凝乳酶,可用以制作奶酪; 从尿或蚯蚓中提取的尿激酶或蚯蚓酶,可用以治疗脑血栓等。人们已开始研究来源于动、植物的酶基因,将其引入微生物体进行表达,企图快速大量地生产廉价的酶。 被称为第二代生物技术的蛋白质工程的一个重要任务,是将酶分子定向地加以化学修饰和改造,使之成为更有效的酶分子。 细胞工程 将生物细胞或去壁的原生质体在离体条件下进行培养、繁殖和精细的人工操作,使其特性按照人们的意志发生改变,从而达到改良生物品种或创造新物种的目的。 中国在细胞工程方面的研究已进入世界先进行列。不少植物的细胞原生质体都已再生成为完整的植株。最近,突破了水稻、小麦、玉米、棉花和大豆的原生质体再生成株的难关,这就为利用原生质体融合产生杂种以及向原生质体引入外源基因,从而为达到改良性状,创建新物种的目的打下了基础。此外,用花粉培养技术已培育出小麦、水稻等的优良品种,并大面积进行了推广; 利用组织培养技术生产试管苗木,可大大加快繁殖速度,有些已进入工厂化生产。当前正在研究将组织培养的胚包上外衣,制成人工种子,播种后可发育成植株。 在动物方面,人和家畜的体外受精和胚胎移植技术,已产生了试管婴儿、试管牛、羊等: 利用胚胎分割技术,已将牛、羊等的受精卵一分为二或四,并各自发育成完整的动物,加速了繁殖的速度。此外,向受精卵中注入特定的外源基因,可获得转基因动物,如在老鼠受精卵中注入人的生长素基因,可发育成巨大的超级老鼠。 杂交瘤技术的建立,可以产生单克隆抗体,高度专一性地作用于相应的抗原,不但可以精确快速地诊断病原,而且也有可能发展成为定向导弹药物,治疗某些癌症。当前针对动植物病原,已研制成上百种单克隆抗体,并制成了诊断试剂盒,作为商品出售。 基因工程 现代生物技术的核心。以类似工程设计的方法,按照人们的意志,通过一定程序,将具有遗传信息的基因(DNA片断),在离体条件下,用工具酶加以剪切、组合和拼接,再将人工重组的基因,引入适当的受体中进行复制和表达,使受体获得产生该基因产物的新性状。基因工程的突破(1973年),使某些物种的基因可以超越种间的障碍,引入其他物种的细胞中进行表达,产生原本不能产生的物质和性状。人们已将人的干扰素基因和猪的生长素基因引入大肠杆菌中进行高效表达,从而可以利用大肠杆菌,快速、大量地生产人的干扰素和猪的生长素。此外,原本是细菌的基因也可以引入动、植物细胞中进行表达,使动植物能产生细菌的产物,例如将苏云金杆菌的毒素蛋白(可杀死多种为害作物的鳞翅目幼虫)基因引入植物细胞中,由此发育的植物也能产生这种毒素蛋白,当害虫吃这种植物时就中毒死亡。 现代生物技术是在已有的传统生物技术基础上发展起来的,传统的生物技术要用现代生物技术加以改造,才能发挥更大的经济效益和社会效益。 现代生物技术是多学科综合性的高技术,它的理论基础是分子生物学,同时结合微电子、电子计算机和化工等技术。 生物技术biotechnology又称生物工程。以生命科学为基础,利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程4个领域。(见“生物工程”) 生物技术biological technigue又叫生物工程,泛指研究与生物有关的技术而言。原是最古老的技术,几乎与人类的文明史同时出现,如农耕、制酱、酿醋、造酒等。当代的生物技术由于其理论深广,技术的精尖,经济与社会效益的巨大,已成为一种高科技领域的尖端技术。其发展是:基因工程技术已渗透到细胞工程、酶工程、微生物工程、生化工程中,使其由细胞水平发展到基因水平和分子水平;蛋白质工程,使此种技术深入到基因和蛋白质的分子内部的结构与功能的关系上来,生物技术进入宇宙与海洋,不但领域扩大而新产品的效益前景广阔;先进生物工程与工业先进技术结合,又开创了众多新的科技领域,使整个工业领域等又产生了巨大的变革与飞跃。生物技术已被世界视为一种高科学技术,对改善生产方式和产业结构;生产众多新的生物产品、物种;迅速发展多学科技术均有重大意义。 生物技术即“生物工程”。 生物技术以生命科学为基础,利用生物体系和工程原理提供商品和社会服务的综合性科学技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程4个方面。70年代末,生物技术在发达国家进入了实用阶段。正在为解决人口、能源、食品、环境等重大问题发挥显著作用。生物技术在军事上可以解决许多军事医学和其他后勤建设问题。在军事医学领域,生物技术可以解决自然获得性感染性疾病的预防、诊断、治疗以及生化战剂的医学防护问题。目前研究重点是疫苗、预防和治疗药物,快速鉴别诊断方法;枪弹伤、烧伤、休克、脓毒血症、急性肾衰的救治;血液成分的保存;血液和骨的代用品及其他野战医用材料的开发。生物纤维、生物电子元件、生物传感器、生物陶瓷和生物处理技术可以生产武器装备、改善装备性能或完善军工生产过程。 生物技术 ☚ 生物生产力 植物组织培养 ☛
生物技术 生物技术又称生物工程。以生命科学的研究成果为基础,利用生物体系,以工程学手段生产现代生物制品,创造新物种。现代生物技术主要包括四个领域: 基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。蛋白质工程被称为第二代生物技术。 传统的生物技术,如酿酒、面包发酵、制药、制革等,利用微生物转化有机物质,促进了化学工业、医药工业、食品工业等的发展。而现代生物技术则将现代生命科学的最新成果与工程学手段结合,制备各种新型生物制品和药物,培养高产优质抗逆的新品种,为解决当前人类所面临的物资和能源、环境与健康、食品和营养等一系列重大问题提出了新的思路,逐渐形成了一批新兴产业。同时,从世界范围来看,现代生物技术的发展对于传统生产技术的改造和产业结构的调整,都会产生深远的影响。一批生物技术公司正在世界各地尤其是发达国家兴起。 现代生物技术主要包含以下几个方面的内容。 基因工程: 现代生物技术的核心技术。它将为优良性状编码的DNA片断(基因),经剪切和重新组合后,导入到无此优良性状的生物体内,而使该生物获得此新性状。由于基因工程可以对生命过程进行安排和重新设计,使原属于某些物种的基因能够跨越物种障碍,导入到原本不含此基因的物种体内,使受体获得全新的性状。这在以前是难以想象的。糖尿病人需要利用胰岛素进行治疗,利用原来的常规手段生产胰岛素,代价极高,现在将胰岛素基因导入到基因工程菌——大肠杆菌体内,大肠杆菌就具有了生产胰岛素的能力,从而大大降低了生产成本,也促进了糖尿病的治疗。 细胞工程: 采用细胞融合或核移植等方法,将外来基因直接导入受体细胞内,从而产生出具有新性状的细胞,培养出生物新物种。在动物育种方面,利用人和家畜的体外受精技术和胚胎移植技术,已成功地培育了试管婴儿,试管牛、羊等。向老鼠的受精卵中注入人的生长素基因,可刺激其生长,使之发育成超级老鼠。在医药领域,单克隆抗体技术的诞生也是细胞工程的产物。单抗体在生物和医学基础研究以及疾病的诊断和治疗中已经成为有力的工具。在植物方面,利用原生质体融合产生杂种,以及向原生质体中引入外源基因,都可以达到改良性状,培养新品种和新物种的目的,这在主要经济作物和粮食作物如棉花、大豆、水稻、小麦、玉米等都已取得了成功。 ☚ 生物生产力 辐射育种技术 ☛ 生物技术 生物技术shengwu jishubiotechnology生物、生物系统及生物过程应用于工业,包括动物、植物、微生物、细胞以及其他组织部分的生物材料转化成为医药、轻工、化工、食品、农业、矿业和军事等部门可利用产品的专门技术。亦称生物工程或生物工艺学。 生物技术是一个涉及生物化学、微生物学、细胞学和遗传学等多种学科的科技领域,主要包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程和发酵工程等。这些技术中,基因工程是核心,起着领头的作用。 现代生物技术是新技术革命的首要标志,是影响国计民生的四个重要支柱之一。它对解决当今人类社会所面临的许多重大问题,如人口与食物、能源与资源、环境与健康以及战争与和平等,已经发挥着重要的作用。目前,一批防治疑难病的基因工程药物和疫苗,如人生长激素、胰岛素、干扰素、白细胞介素和乙型肝炎疫苗等,已进入市场;基因工程食品和用转基因动植物生产的贵重药品已经出现;基因治疗已成为遗传病和体细胞基因病最理想的治疗手段。另一方面,生物技术可以解决生物源有毒物质的大量生产问题,可能研制新的生物化学毒剂或毒素,用于军事目的。 传统的生物技术,如发酵、酿酒、制醋和酱油等,已有几千年的历史。随着遗传学、细胞学和生物化学的发展,1944年艾弗瑞(Avery)发现遗传物质脱氧核糖核酸(DNA),1953年克里克(Crick)和沃森(Watson)确立DNA的双螺旋结构,拉开了分子生物学的序幕。1957年科恩伯格(Kornberg)发现了DNA聚合酶,为人工合成基因铺平道路。随后,DNA连接酶、限制性内切酶和逆转录酶等相继发现和分离。1972年和1973年美国的博格(Berg)和科恩(Cohen)先后完成了DNA体外重组实验,标志现代生物技术的开端。1977年基因工程学家们成功地实现了人生长激素释放抑制因子在大肠杆菌中的表达,这一成就震撼了全世界。从此,生物技术迅速发展,完成了合成寡核苷酸探针的制备,真核细胞表达载体的构建以及大片段DNA克隆技术,特别是1985年创立的体外DNA扩增技术,为生物技术大规模应用准备了充分条件。今天,生物工程产业已在地球上崛起,向前蓬勃发展。中国的生物技术工业也已取得一些突破性进展。 21世纪将是生命科学的时代,今后生物技术将发展更快。人类基因组图谱计划已成为国际合作的热门大课题,疾病的基因诊断和治疗将取得长足的进步,尤其是对癌基因和抗癌基因体系的研究开辟了癌症诊治和预防的最新途径。水稻基因组定位在不同国家里迅速展开,基因工程食品的开发成为科学研究的重要课题。人们将按照需要,定向地创造出更多具有新的性能的生物品种。生物技术的应用将对未来世界经济产生重大影响。另一方面,有的国家对生物化学毒剂研究相当重视,有的已进入工程发展阶段,可能成为未来化学生物防护中的最主要威胁。 ☚ 脉冲功率源技术 三防技术 ☛ 生物技术 生物技术亦称“生物工艺”。利用生物物质和应用生物学过程生产商品和劳务的技术。它是生物科学与技术科学相结合的产物,是一个技术体系,在工业、农业、医疗及其他服务部门得到了广泛应用。生物技术的主要领域是细胞工程、基因工程 (遗传工程)、酶技术和发酵技术。细胞工程是指以细胞为基本单位,在离体条件下进行培养、繁殖或人为地进行精细操作,使细胞的某些特性发生改变,从而改良品种,创造新品种,加速繁殖或提取有用物质的过程。基因工程采用类似工程设计的方法,将具有遗传信息的目的基因,在离体条件下进行剪切、组合、拼装,然后把经过人工重组的基因转入宿主细胞内进行大量复制,并使遗传信息在新的宿主细胞或个体中高速表达,最终产生基因产物。酶技术是利用酶或细胞等具有的一些特殊催化功能、用工艺手段和生物反应器生产产品。发酵技术是利用微生物的一些特定功能,通过现代工程技术手段生产有用物质或直接把微生物应用于生产。发酵技术又称微生物技术。生物工程对科学、技术乃至人类生活有重大影响: (1) 它以生物为对象,不用消耗或很少消耗地球上有限的资源。(2) 革新化工产业。传统的化工过程都是在高温高压下完成的,反应步骤多。而生物反应在常温常压下进行,并可简化过程,这为缩短生产周期,降低成本创造了条件。(3) 开辟了一条生产纯净而廉价的生物制品的新途径,从而减少了环境污染对人体的危害。(4) 能解决传统技术或常规方法难以解决的许多重大问题。目前生物工程已进入实用开发阶段。日本通产省估计,近几年内化学工业中20%的工艺过程,可能要用生物反应器代替,其设备费用和能源成本分别比原生产工艺降低1/5和1/2。1980年日本微生物工程产值达500亿美元,占国民生产总值的5%,其比重已接近电气和电子工业。 ☚ 主要材料 空间技术 ☛ 00005487 |