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1、一、生物技術的定義生物技術（biotechnology），有時也稱生物工程（bioengineering），是指人們以現(xiàn)代生命科學為基礎,結合其他基礎學科的科學原理，采用先進的工程技術手段，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產出所需產品或達到某種目的。因此，生物技術是一門新興的、綜合性的學科。先進的工程技術手段是指基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質工程等新技術。改造生物體是指獲得優(yōu)良品質的動物、植物或微生物品系。生物原料則指生物體的某一部分或生物生長過程所能利用的物質，如淀粉、糖蜜、纖維素等有機物，也包括一些無機化學品，甚至某些礦石。為人類生產出所需的
2、產品包括糧食、醫(yī)藥、食品、化工原料、能源、金屬等各種產品。達到某種目的則包括疾病的預防、診斷與治療、環(huán)境污染的檢測和治理等。二、生物技術的研究內容根據(jù)生物技術操作的對象及操作技術的不同，生物技術主要包括以下5項技術（工程）。（1）基因工程基因工程（geneengineering）是應用人工方法把生物的遺傳物質（DNA）分離出來，在體外進行切割、拼接和重組。然后將重組了的DNA導入某種宿主細胞或個體，從而改變它們的遺傳品性;有時還使新的遺傳信息（基因）在新的宿主細胞或個體中大量表達，以獲得基因產物（多肽或蛋白質）。這種創(chuàng)造新生物并給予新生物以特殊功能的過程就稱為基因工程，也稱為
3、DNA重組技術。（2）細胞工程細胞工程（cellengineering）是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖，或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)造新品種，加速繁育動、植物個體，或獲得某種有用的物質的過程。細胞工程應包括動、植物細胞的體外培養(yǎng)技術、細胞融合技術（也稱細胞雜交技術)、細胞器移植技術等。（3）發(fā)酵工程發(fā)酵工程（fermentationengineering）是利用微生物生長速度快、生長條件簡單以及代謝過程特殊等特點，在合適條件下通過現(xiàn)代化工程技術手段，由微生物的某種特定功能生產出人類所需的產品稱為發(fā)酵工程,有時也稱
4、微生物工程。（4）酶工程酶工程（enzymeengineering）是利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能，或對酶進行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產人類所需產品的一項技術。它包括酶的固定化技術、細胞的固定化技術、酶的修飾改造技術及酶反應器的設計等技術。（5）蛋白質工程蛋白質工程（proteinengineering）是指在基因工程的基礎上，結合蛋白質結晶學、計算機輔助設計和蛋白質化學等多學科的基礎知識，通過對基因的人工定向改造等手段，從而達到對蛋白質進行修飾、改造、拼接以產生能滿足人類需要的新型蛋白質。一、改善農業(yè)生產、解決食品短缺（1）提高農作物產量及其品質
5、1、培育抗逆的作物優(yōu)良品系通過基因工程技術對生物進行基因轉移，使生物體獲得新的優(yōu)良品性，稱之為轉基因技術。利用轉基因技術可以培育出具有抗寒、抗旱、抗鹽、抗病蟲害等抗逆特性及品質優(yōu)良的作物新品系，如轉蘇云金芽胞桿菌（Bacillusthuringiensis，Bt）毒蛋白基因的抗蟲棉花。2、植物種苗的工廠化生產利用細胞工程技術對優(yōu)良品種進行大量的快速無性繁殖，實現(xiàn)工業(yè)化生產，即植物微繁殖技術，又稱植物微繁殖技術。利用這種無性繁殖技術，可在短時間內得到遺傳穩(wěn)定的、大量的小苗（試管苗），并可實現(xiàn)工廠化生產。利用植物微繁殖技術還可培育出不帶病毒的脫毒苗。植物的微繁殖技術已廣泛地應用于
6、花卉、果樹、蔬菜、藥用植物和農作物的快速繁殖。3、提高糧食品質生物技術除了可培育高產、抗逆、抗病蟲害的新品系外，還可培育品質好、營養(yǎng)價值高的作物新品系。例如，科學家將水仙花和玉米合成β-胡蘿卜素的基因導入水稻培育出高β-胡蘿卜素含量的水稻（GoldenRice，黃金稻）（圖1-1）。圖1-1黃金稻a：普通水稻；b：轉水仙花β-胡蘿卜素合成基因水稻；c：轉玉米β-胡蘿卜素合成基因水稻4、生物固氮，減少化肥使用量現(xiàn)代農業(yè)均以化學肥料，如尿素、硫酸銨作為氮肥的主要來源。化肥的使用不可避免地帶來了土地的板結，肥力的下降；化肥的生產又將導致環(huán)境的污染?？茖W家們正努力將具有固氮能力的細菌
7、的固氮基因轉移到作物根際周圍的微生物體內，希望由這些微生物進行生物固氮，減少化肥的使用量。5、生物農藥，生產綠色食品近年來，人們越來越注意農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展及人與環(huán)境的協(xié)調，特別是由于化學農藥的毒性作用及篩選新農藥的艱難，企業(yè)和研究人員開始把注意力轉向生物農藥的研究開發(fā)與使用。因其不污染環(huán)境，對人和動植物安全，不傷害天敵，所以發(fā)展生物農藥已成為保障人類健康和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要趨勢。（2）發(fā)展畜牧業(yè)生產1、動物的大量快速無性繁殖1997年2月英國Roslin研究所的Wilmut等在《Nature》雜志
