關鍵詞：生物工程；進展

生物工程或稱生物技術，簡單地說，是應用科學和工程原理來加工生物材料以提供商品和服務。再具體一點說，是以生物學為基礎，結合化學、物理學以及機械、電子、信息等工程技術，運用近代分子生物學、細胞生物學、發育生物學的成就，按照人類的愿望，改造生物或其功能，培養生物新物種新品種，業且通過組織和細胞培養工業化生產各種產品，或達到特殊目的的綜合性科學技術。生物工程的主要內容包括細胞工程、基因工程、發酵工程和蛋白質工程等幾個方面。

一、生物工程研究和發展概況

1973年重組DNA技術取得成功，1976年就誕生了第一家生物技術公司。1982年第一個基因工程產品一一胰島素投入市場，從而拉開了生物技術產業化的序幕。由于生物技術有明確的應用目標，所以一開始便吸引了大批科學家、企業家的興趣和高度重視，業迅速發展成為重要的高科技開發領域。

目前在世界各國中，以美國的生物技術研究發展最快，成果也最多。美國政府和民間，每年對生物技術的投資達數十億美元，業制定了各項扶植政策，使美國生物技術研究一直處于世界領先地位。近年又相繼批準了一批基因工程產品用于醫藥和大田試驗，使生物技術產業開始出現生機勃勃的局面。在西歐、東歐和日本，乃至一些第三世界國家(包括我國在內)，根據自身的特點，制定了符合各自國情的對策和發展戰略。特別是日本，將很快成為生物技術方面的一個重要國家和市場。日本政府已把生物技術作為未來發展的主要工業，逐年提高生物技術的預算，1989年的研究經費就達6400多萬美元。

生物技術產、業的優點可概括為以下五大方面.①原料可以采用再生的資源多②投資少，③廠房小，對環境的污染也少，④能耗較低和⑥應用范圍廣，覆蓋面大。迄今，生物技術的研究雖然已有一定的基礎，但要取得真正突破，可能是21世紀的事。

在90年代，生物技術的主要發展特點將是:

1.生物技術的基礎—分子生物學，一直力圖通過DNA來解釋生命的奧秘，但就其所用材料而言，80年代多局限于采用大腸桿菌、酵母菌等低等生物的水平上，在90年代，高等生物的生物技木將受到重視，業會出現新的技術創新。

2.重視解決環境問題。目前，對于環境問題的世界性認識水平正在提高，利用微生物分解釋放到環境中的有害物質和污染物質的技術已經部分實用化，更高水平的微生物處理技術正在進行研究。此外，利用微生物制造分解性塑料的研究，生物固氮技術、生物能的應用技術等也受到重視。

3.人類染色體解譯的國際計劃(即人類基因圖制作計劃)，正在以美國為中心展開。在90年代，人類遺傳基因被解譯的可能性很大，這將對醫療領域產生巨大的影響。由日本提出的人類新領域研究計劃也從90年代進入實施階段。

4‘發動了腦和神經科學的挑戰。利用90年代開發的生物技術正在研究人類與外界信息交流和加工的本質，部分成果已用于智能電腦。此外還在研究支撐人類精神活動的神經傳遞等物質和老年性呆癡癥的發病機制等。最近，患者腦內的淀粉樣蛋白質已經克隆化，對此作為醫藥品進行開發將引人住目。

5.由于生物技術對生命有著重大的影響，所以研究工作多是在國際規定的二定限制下進行的。

90年代，生物技術將越來越接近人類日常生活。其重要的發展領域將是:蛋白質制劑、健康食品、診斷儀器、診斷藥盒、抗病毒劑等。

在農作物育種上，生物技術可給育種工作帶來以下三方面的好處:①可在不丟失其他優良特性的情況下改良作物的某些特定性狀;②可加速新品種的育成，③可改善作物的遺傳穩定性。

二、基因工程和細胞工程

1.基因工程或稱重組DNA技術，是70年代初發展起來的一門技術。所謂基因工程，就是把一個生物體的基因或新合成的DNA分子轉移到另一個生物體中，以便定向地改變生物體的基因型，使它表現出新的遺傳特性來。例如，我們把人類的胰島素基因轉移到細菌細胞內，利用細菌細胞大量生產胰島素，從而避免了人類使用來自如豬胰等動物材料生產的胰島素來治病，發生異體蛋白質排斥反應的危險。有些禾谷類作物，如玉來、高梁等，賴氨酸含量較低，基因工程技術就可使這些作物的賴氨酸含量提高，蛋白質質量提高等。人類的遺傳性疾病，巳知有3而。種以上，其中有100多種是因缺失專一性酶所引起。如果我們用病毒作為載體，把正常墓因帶進去，校正患者的突變基因，就能達到治療目的。以上幾個例子說明基因工程巳成為大有發展前途的工作。

2.細胞工程所謂細胞工程，是指有計劃地改變細胞遺傳基礎的技術，或者說，是利用細胞生物學和分子生物學手段，設計和改造細胞的技術。它包括基因水平上的基因轉移、染色體層次上的染色體導入。核質層次上的細胞拆合，以及細胞層次上的細胞培養和細胞融合等。被人們稱為當今生物科學技術兩大法寶一單克隆抗體技術和DNA重組技術，也是細胞工程中的重要技術。

單克隆抗體技術是細胞生物學與分子免疫學兩者結合的產物。它基于產生抗體的B淋色細胞與能瘋長和不滅的腫瘤細胞的融合，經過篩選，獲得能生產特定單克隆抗體的雜交癌細胞。由于單克隆抗體特異性強，對于診斷和治療疾病(特別是腫瘤)將有廣泛的應用前景。DNA重組技術基礎上的遺傳基因工程，

實際上是基因工程與細胞工程重疊的領域，目前巳獲得重大成果。例如，人胰島素、人干擾素、人生長激素等的工業生產，實際上都依賴于人類特定的基因在其他物種細胞中的表達。在植物領域內，抗除草劑基因和熒光素酶的基因也都已在植物細胞中表達，業已再生成植株。

嚴格的細胞工程范圍內的基因轉移，還是DNA導入細胞技術。大鼠生長激素基因巳成功地注射到小鼠卵細胞中，業發育成比臀通小鼠大一倍的超級小鼠。這種技術可能會在畜牧業中有廣泛的應用前從。設想將牛的生長激素注射到豬或羊的卵細胞中，使其長成超級豬或超級羊還是有可能的。總之，細胞生物學在當前發展是十分迅速的。

三、生物工程在農業上的應用

動物激素是農業生物技術的一項重要產品，不少國家的大公司都在進行投資建廠，生產重組DNA的動物生長激素。當然這比直接從豬的腦垂體中提取出來的生長激素所花的費用要少得多。已有試驗表明，給豬注射生長激素不但會使豬的生長加快，而且肌肉組織占較大的比例，脂肪較少，而所用的飼料減少，在施用生長激素77天后，豬腰部的瘦肉增加近一倍，而脂肪減少達7。%。這樣，僅在美國使用生長激素，一年就可節省飼料費達10~13億美元。在動物疫苗方面進展較快，1988年已有幾種重組DNA的疫苗被批準銷售，年銷售額達300D萬美元。

1988年，英國開始通過生物技術來培育只吃草的豬。經專家研究，從牛、羊胃里的細菌中分離出20多種纖維素酶，業已分析了其中5種纖維素酶的基因，把纖維素酶基因插入豬的受精卵中，然后再把受精卵移入豬的子宮里，使產生的小豬能像牛、羊一樣消化草料。生物殺蟲劑的發展是生物技術在農業上應用的一個重要方面。目前，大多數生物殺蟲劑都是以蘇蕓金桿菌(BT)為基礎來制取的。其殺蟲機理和化學殺蟲劑是不同的。化學殺蟲劑