生物工程的現(xiàn)狀及發(fā)展

楊超逸

摘 要：隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物工程技術(shù)與理論也在不斷發(fā)展，并在人類社會(huì)發(fā)展中起到了越來(lái)越重要的作用，因此，本文就生物工程的應(yīng)用現(xiàn)狀，從基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程領(lǐng)域?qū)ι锕こ讨匾饔眉右哉f(shuō)明，并在此基礎(chǔ)上就生物工程的發(fā)展前景進(jìn)行分析與闡述

關(guān)鍵詞：生物工程；基因工程；細(xì)胞工程

20世紀(jì)70年代以來(lái)，生物工程逐漸興起并進(jìn)入到高速發(fā)展的階段，20世紀(jì)90年代，生物工程的發(fā)展走向了系統(tǒng)性與規(guī)范性。在20世紀(jì)80年代，我國(guó)為響應(yīng)世界衛(wèi)生組織的號(hào)召，開(kāi)始實(shí)行計(jì)劃免疫，為兒童接種國(guó)產(chǎn)預(yù)防疫苗，我國(guó)的生物工程正式與國(guó)際接軌。生物工程作為現(xiàn)代化前沿技術(shù)的重要組成部分，對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景進(jìn)行研究是十分有現(xiàn)實(shí)意義的。

1 當(dāng)代生物工程應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 基因工程

基因工程也被稱作基因拼接工程與DNA重組工程，其技術(shù)基礎(chǔ)在于分子遺傳學(xué)，并利用分子生物學(xué)與微生物學(xué)等技術(shù)手段，按照預(yù)設(shè)藍(lán)圖利用不同基因構(gòu)建體外雜種DNA分子，并導(dǎo)入到活細(xì)胞當(dāng)中，通過(guò)調(diào)整原有生物遺傳特性來(lái)獲取新生物種與產(chǎn)品。基因工程是生物工程的重要組成部分，是一種利用分子進(jìn)行基因調(diào)整的工程技術(shù)，以人為手段攝取人類需要的供體生物遺傳DNA大分子，并在移出供體體內(nèi)的情況下以設(shè)備及工具酶進(jìn)行切割，以之為中介將DNA大分子連接在一起，同載體一同導(dǎo)入某種更加利于生長(zhǎng)與繁殖的細(xì)胞之內(nèi)，以之為載體收納外部的DNA分子。我國(guó)的基因工程近年來(lái)也取得了較大的進(jìn)展，這是我國(guó)參與人類基因組計(jì)劃并測(cè)定1%的基因序列所帶來(lái)的成果。

1.2 細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是利用現(xiàn)代生物工程理論與技術(shù)方法，按照人類預(yù)設(shè)方案，通過(guò)細(xì)胞遺傳技術(shù)的操作，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與內(nèi)含物進(jìn)行調(diào)整，對(duì)生物結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行改變來(lái)滿足人類的實(shí)際需求。現(xiàn)代細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)在于細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)與分子生物學(xué)。生物工程技術(shù)的發(fā)展，是以基因工程與細(xì)胞工程為代表的，隨著試管動(dòng)物、染色體組工程與轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器等技術(shù)成果的面試，細(xì)胞工程的重要性逐漸凸顯。信息時(shí)代下，細(xì)胞工程的應(yīng)用十分廣泛，以臨床醫(yī)學(xué)為例，科學(xué)家運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)來(lái)獲取單克隆抗體，并通過(guò)單克隆抗體對(duì)不同病毒之中的細(xì)微差異進(jìn)行檢測(cè)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)血清方法或免疫方法的疏漏，提高診斷準(zhǔn)確率。

1.3 發(fā)酵工程

發(fā)酵工程，就是利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，結(jié)合某些微生物的特性與功能，生產(chǎn)微生物產(chǎn)品了，滿足人來(lái)的需要，或者將微生物作為工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)環(huán)節(jié)。微生物工程在人類生活中的應(yīng)用非常早，以單細(xì)胞真菌作為酵母在制作面包、生產(chǎn)啤酒、制作烏龍茶等方面起到了重要作用。但隨后人類意識(shí)到單細(xì)胞真菌會(huì)隨著時(shí)間變化而發(fā)生變化，這一生物學(xué)特性決定了以發(fā)酵工程來(lái)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)往往無(wú)法去真正體現(xiàn)其作用。現(xiàn)代發(fā)酵工程設(shè)備逐漸開(kāi)始采用發(fā)酵罐作為反應(yīng)設(shè)備，在發(fā)酵罐中會(huì)培養(yǎng)作為催化劑的微生物，使發(fā)酵工程被納入到生物工程的范疇之中。發(fā)酵工程的應(yīng)用逐漸由食品生產(chǎn)行業(yè)進(jìn)入到醫(yī)藥工業(yè)（如重組乙肝疫苗和抗血友病因子）與環(huán)境科學(xué)工程（如在污水處理行業(yè)中的應(yīng)用）[1]。

1.4 酶工程

酶工程也被稱作蛋白質(zhì)工程，是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中通過(guò)一定的反應(yīng)設(shè)備與條件下，利用酶作為催化劑，通過(guò)酶的催化效果，將原有裁量轉(zhuǎn)化為能夠?yàn)槿藖?lái)所用的物質(zhì)。酶工程的應(yīng)用，通常集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)藥工業(yè)。20世紀(jì)70年代以來(lái)，固定化酶技術(shù)的產(chǎn)生使酶工程正式進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，在科學(xué)家的不斷努力下，第三代酶的產(chǎn)生使之成為酶工程應(yīng)用的重點(diǎn)。以往人類對(duì)于酶的攝取，大多來(lái)自于生物體內(nèi)，但由于生物酶的含量有限，無(wú)法滿足人類生活與生產(chǎn)的需求，而現(xiàn)代化的基因工程則可以完美地解決這一問(wèn)題。

2 生物工程發(fā)展前景

生物工程在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用的主要方向在于生物工程制藥行業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，為人類的生存與發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。另外，生物工程還在糧食問(wèn)題、保健問(wèn)題、能源及環(huán)境問(wèn)題中發(fā)揮著重要作用，能夠充分利用生物資源來(lái)發(fā)展生物工程產(chǎn)業(yè)，在可再生資源、農(nóng)林牧副漁領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境改善、輕工食品等行業(yè)中的應(yīng)用也十分廣泛。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中，生物工程的應(yīng)用能夠有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效果，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)物的產(chǎn)量，例如，在培養(yǎng)抗逆作物的有兩片中、批量化生產(chǎn)植物種苗、提高植物品種與品質(zhì)，提高農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。另外，現(xiàn)階段科學(xué)家正在致力于將能夠固氮的微生物的固氮基因轉(zhuǎn)移至植物根系微生物體內(nèi)，通過(guò)提高植物固氮性能，減少農(nóng)作物化肥使用量。在生命科學(xué)領(lǐng)域，生物工程的開(kāi)發(fā)能夠?qū)ι|(zhì)量加以改善，并有幾率延長(zhǎng)人類壽命，在生物工程的支持下，衛(wèi)生防疫等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到了飛速的提高[2]。在2015年10月，生物DNA中有具有極強(qiáng)免疫能力的尿蛋白，被納入到脫氧核糖核酸與衛(wèi)生防疫領(lǐng)域當(dāng)中，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)得以進(jìn)一步發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

生物工程的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在許多產(chǎn)業(yè)中為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，并成為緩解能源資源問(wèn)題、改善人類生存環(huán)境、改善人類健康水平與生存質(zhì)量的重要技術(shù)基礎(chǔ)。在我國(guó)，生物工程產(chǎn)業(yè)是正處于高速發(fā)展階段的新興產(chǎn)業(yè)之一，不斷革新科學(xué)技術(shù)，并深入、透徹地對(duì)生物工程加以鉆研，以發(fā)揮其在生命科學(xué)領(lǐng)域及能源資源領(lǐng)域中的重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王云龍.淺析當(dāng)代生物工程的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中華少年，2017，（09）：184-185.

[2]邱君志，胡開(kāi)輝，黃必旺.生物工程專業(yè)人才分流培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐[J].教師，2011，（35）：36-37.endprint