現(xiàn)代生物技術的名詞解釋_學術定義_基因工程_學科外延
現(xiàn)代生物技術的名詞解釋
現(xiàn)代生物技術也稱生物工程。在分子生物學基礎上建立的創(chuàng)建新的生物類型或新生物機能的實用技術，是現(xiàn)代生物科學和工程技術相結合的產物。隨著基因組計劃的成功，在系統(tǒng)生物學的基礎上發(fā)展了合成生物學與系統(tǒng)生物工程學，開發(fā)生物資源，涉及農業(yè)生物技術、環(huán)境生物技術、工業(yè)生物技術、醫(yī)藥生物技術與海洋生物技術，乃至空間生物技術等領域，將在21世紀開發(fā)細胞制藥廠、細胞計算機、生物太陽能技術等發(fā)揮關鍵作用。
現(xiàn)代生物技術的學術定義
現(xiàn)代生物技術以分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫學、遺傳學、生理學、系統(tǒng)生物學等學科為支撐，結合了化學、化工、計算機、微電子等學科，從而形成了一門多學科互相滲透的綜合性學科。就其應用領域，可分為農業(yè)生物技術、醫(yī)學生物技術、植物生物技術、動物生物技術、食品生物技術、環(huán)境生物技術等。
現(xiàn)代生物技術的學科起源
現(xiàn)代生物技術是在分子生物學發(fā)展基礎上成長起來的。1953年，美國科學家沃森和英國科學家克里克用X-衍射法搞清了遺傳的物質基礎核酸的結構，從而使揭開生命秘密的探索從細胞水平進入了分子水平，對于生物規(guī)律的研究也從定性走向了定量。在現(xiàn)代物理學和化學的影響和滲透下，一門新的科學分子生物學誕生了。在以后的十多年內，分子生物學發(fā)展迅速，取得許多重要成果，特別是科學家們破譯了生命遺傳密碼，并在1966年編制了一本地球生物通用的遺傳密碼"辭典"。遺傳密碼辭典將分子生物學的研究迅速推進到實用階段。1970年，科拉納等科學家完成了對酵母丙氨酸轉移RNA的基因的人工全合成。1971年美國保羅·伯格用一種限制性內切酶，打開一種環(huán)狀DNA分子，第一次把兩種不同DNA聯(lián)結在一起。1973年，以美國科學家科恩為首的研究小組，應用前人大量的研究成果，在斯坦福大學用大腸桿菌進行了現(xiàn)代生物技術中最有代表性的技術――基因工程的第一個成功的實驗。他們在試管中將大腸桿菌里的兩種不同質粒(抗四環(huán)素和抗鏈霉素)重組到一起，然后將此質粒引進到大腸桿菌中去，結果發(fā)現(xiàn)它在那里復制并表現(xiàn)出雙親質粒的遺傳信息。1974年，他們又將非洲爪蛙的一種基因與一種大腸桿菌的質粒組合在一起，并引入到另一種大腸桿菌中去。結果，非洲爪蛙的基因居然在大腸桿菌中得到了表達(“表達”是指該基因在大腸桿菌內能合成生長激素抑制因子)，并能隨著大腸桿菌的繁衍一代一代地傳下去。
現(xiàn)代生物技術的基因工程
科學家們從科恩的實驗中看出了基因工程的突出特點：(1)能打破物種之間的界限。在傳統(tǒng)遺傳育種的概念中，親緣關系遠一點的物種，要想雜交成功幾乎是不可能的，更不用說動物與植物之間、細菌與動物之間、細菌與植物之間的雜交了。但基因工程技術卻可越過交配屏障，使這一切有了實現(xiàn)的可能。(2)可以根據(jù)人們的意愿、目的，定向地改造生物遺傳特性，甚至創(chuàng)造出地球上還不存在的新的生命物種。同時，這種技術對人類自身的進化過程也可能產生影響。(3)由于這種技術是直接在遺傳物質核酸上動手術，因而創(chuàng)造新的生物類型的速度可以大大加快。這些特點，引起了世界科學家的極大關注，短短幾年內，基因工程研究便在許多國家發(fā)展起來，并取得一批成果，基因工程已成為20世紀最重要的技術成就之一。
現(xiàn)代生物技術的學科外延
現(xiàn)代生物技術是一個復雜的技術群。基因工程僅是現(xiàn)代生物技術中具有代表性的一種，它的特征是在分子水平上創(chuàng)造或改造生物類型和生物機能。此外，在染色體、細胞、組織、器官乃至生物個體水平上也可進行創(chuàng)造或改造生物類型和生物機能的工程，例如染色體工程、細胞工程、組織培養(yǎng)和器官培養(yǎng)、數(shù)量遺傳工程等，這些，也屬于現(xiàn)代生物技術的范疇。而為這些工程服務的一些新工藝體系，如現(xiàn)代發(fā)酵工程、酶工程、生物反應器工程等，同樣被納入了現(xiàn)代生物技術的系統(tǒng)。
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