【正文】 的行業(yè)多、范圍廣。 高競(jìng)爭(zhēng) ： 各國(guó)、各行業(yè)、個(gè)單位之間，在技術(shù)、時(shí)效性、 知識(shí)及人才上競(jìng)爭(zhēng)激烈。 高效益 ： 應(yīng)用性強(qiáng) , 有目的產(chǎn)品 , 最易商業(yè)化。從認(rèn)識(shí)、 利用、再造階段上升到改造和創(chuàng)造階段。 低污染 ： 生物技術(shù)以生物資源為對(duì)象 , 生物資源具有再 生性 , 是再生資源。 從事生物技術(shù)猶如種樹將獲得豐碩果實(shí) , 如干擾素的投入雖然高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元 ,但產(chǎn)值數(shù)年達(dá) 30億美元 , 用于治病將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 四、生物技術(shù)與諸學(xué)科關(guān)系 五、生物技術(shù)的內(nèi)容 （ 1）醫(yī)學(xué)生物技術(shù) （ 2）藥學(xué)生物技術(shù) （ 3）動(dòng)物生物技術(shù) （ 4）農(nóng)業(yè)生物技術(shù) （ 5）海洋生物技術(shù) （ 6）微生物生物技術(shù) 注 : 上述十項(xiàng)工程是國(guó)家科委規(guī)定統(tǒng)計(jì)的上報(bào)內(nèi)容， 注意下述三個(gè)概念 : ? 上游工程： 是生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究階段，應(yīng)用基 礎(chǔ)研究，產(chǎn)生新產(chǎn)品的源泉。 ? 下游工程： 是生物技術(shù)的擴(kuò)大生產(chǎn)， 加工應(yīng)用階段 , 使新產(chǎn)品能達(dá)到三化：商品化、工程化、 企業(yè)化，是效益階段。對(duì)象包括 :細(xì)胞、亞細(xì)胞、染色體、核酸分子、基因等 , 包括大部分上游工程。 六、生物技術(shù)諸工程的內(nèi)容及種類 ( 十大工程 ) (一 ) 基因工程 (Gene engineering) 對(duì)象 : 在核酸分子 (DNA或 RNA) 或基因上操作。 文獻(xiàn)上常見到 DNA重組、分子克隆、基因克隆、 遺傳工程等名詞與基因工程混用 , 事實(shí)上主要內(nèi)容相似 , 不同之處在于所突出的內(nèi)容有異。 定義 : （ 1）廣義 細(xì)胞融合技術(shù)： 在特定的條件下 (環(huán)境、融合技術(shù) ), 使不同的細(xì)胞融合， 獲得具有來(lái)自雙親代基因的雜交細(xì)胞 , 雜交細(xì)胞的遣傳物質(zhì)發(fā)生改變，達(dá)到改造物種，創(chuàng)建新種之目的。 (二 )細(xì)胞工程 (cell engineering) 定義 : （ 3） 現(xiàn)代概念 : 把廣義的概念擴(kuò)展， 細(xì)胞工程指 在體外條件對(duì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖，按人們的意愿改變細(xì)胞某些生物學(xué)特性，獲得有用的產(chǎn)品或達(dá)到改良生物品種的技術(shù)。 （ 3） 細(xì)胞折合 , （ 4）染色體導(dǎo)入及細(xì)胞器導(dǎo)入技術(shù) , （ 5）胚胎細(xì)胞植入。 （ 2） 植物細(xì)胞工程， 1978年培育出土豆西紅柿新物種。 應(yīng)用 以 McAb制備成績(jī)突出、 診斷、治療。 蛋白質(zhì)工程定義 用 X衍射和晶體分析術(shù)了解蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系基礎(chǔ)上 ,借用計(jì)算機(jī)和分子設(shè)計(jì)輔助技術(shù)， 在 DNA分子水平上操作更換或改變其序列，達(dá)到改變蛋白質(zhì)分子氨基酸序列，實(shí)現(xiàn)人為改變蛋白質(zhì)分子形狀及功能， 使之具有新遺傳學(xué)特性。 這被稱為是生物技術(shù)發(fā)展的第二浪，如通過(guò)增加或減少人工二硫鍵、置換氨基酸等修飾技術(shù)，提高或改變活性多肽 (激素、酶、細(xì)胞因子 ) 的穩(wěn)定性。 在 80年代初， 抗體基因結(jié)構(gòu)和功能 的研究成果與 重組 DNA技術(shù) 相結(jié)合，產(chǎn)生了基因工程抗體技術(shù)。 （四）抗體工程（ Antibody engineering ） 抗體工程的內(nèi)容 （ 1）完整抗體，及抗體的人源化 （ 2）完整抗體與抗體片段的藥代動(dòng)力學(xué)比較 （ 3）改造抗體片段的多種特異性 （ 4） mRNA蛋白質(zhì)復(fù)合物庫(kù) （ 5）抗體庫(kù)的構(gòu)建、展示和篩選 （ 6）抗體的生產(chǎn)、穩(wěn)定性和表達(dá)水平 （ 7）噬菌體展示技術(shù)親和力成熟 （ 8）雙功能抗體 （ 10） 細(xì)胞表面庫(kù) （ 9） 轉(zhuǎn)基因鼠 （ 11）骨架替換 （四）抗體工程（ Antibody engineering ） 臨床應(yīng)用 （ 1）中和病原體及抗病毒治療 （ 2）細(xì)胞內(nèi)抗體 （ 3）腫瘤治療與細(xì)胞補(bǔ)充療法 （ 4）疫苗應(yīng)用 （ 5）用于未來(lái)診斷的生物傳感器和微矩陣技術(shù) （四）抗體工程（ Antibody engineering ） (五 ) 組織工程 (Tissue engineering) 對(duì)象 ：干細(xì)胞、組織和器官。 要點(diǎn)： （ 1） 依據(jù)正常組織結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)方案； （ 2） 選擇種子細(xì)胞培養(yǎng)； （ 3） 選擇細(xì)胞外基質(zhì)、生物支架材料； （ 4） 體外構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)替代品； （ 5） 植入機(jī)體，替代病理組織。 (六 )干細(xì)胞工程 (stem cell engineering) 干細(xì)胞 干細(xì)胞是具有無(wú)限期產(chǎn)生各種分化細(xì)胞能力的細(xì)胞。 通常認(rèn)為干細(xì)胞有幾個(gè)主要特征 （ 1）未分化的早期細(xì)胞； （ 2）具有分化成各種特定細(xì)胞的能力； （ 3）可無(wú)限地分裂增值，產(chǎn)生大量后裔 。 克隆羊多莉 體細(xì)胞核 供卵母羊 供體細(xì)胞羊 卵子 體細(xì)胞 去核卵子 植入受體去核卵中 克隆羊多莉 外源核卵子 植入代育母羊子宮發(fā)育、成長(zhǎng)、降生 克 隆 技 術(shù) 克隆羊“多莉” 美國(guó)鄉(xiāng)村音樂 女歌手多利 供體： a 芬蘭多賽特母羊 乳腺細(xì)胞 培養(yǎng) 5天 取核 b 蘇格蘭黑臉母羊 卵細(xì)胞 去核 電擊誘導(dǎo)融合 創(chuàng)造一個(gè)人造受精卵 特殊培養(yǎng) 再移植到代孕母親 (受體：蘇格蘭白臉母羊 )子宮中 出生 。 英國(guó)羅斯林研究所正式向外界宣布 ， 克隆羊多莉已于 1998年4月當(dāng)上了媽媽 。 新聞公報(bào)稱 ， 目前多莉母女倆 “ 狀況良好 ” 。 盡管多莉身份非同尋常 ， 但小羊羔的出世證明多莉完全能夠正常懷胎并生下健康的 后代 。 因 為 ， 當(dāng)利用細(xì)胞核移植技術(shù)培育出少量轉(zhuǎn)基因動(dòng)物之后 ， 不必再利用克隆的方法 ， 完全可 以通過(guò)像多莉這樣正常懷孕生子獲得更多性能改良的下一代 。 羅斯林 研究所說(shuō) ， 在邦尼出生之后 ， 研究人員對(duì)母女倆的情況進(jìn)行了一段時(shí)間觀察 ， 以確保它們安然無(wú)恙 ， 另外也是為了讓邦尼和多莉能有時(shí)間不受外界干擾地在一起聯(lián)絡(luò)感情 ， 因此他 們推遲了 10天左右才 正 式 發(fā) 布 多 莉 當(dāng) 媽 媽 的 消 息 。 定義 : 胚胎工程 是指把新的遺傳信息 (DNA序列 ) 用特定技術(shù) 導(dǎo)入 胚胎早期受精卵 , 經(jīng) 發(fā)育 后 , 外源遺傳信息分布到所有體細(xì)胞 生殖細(xì)胞中去 , 這種使動(dòng)物帶有 新遺傳信息 的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)稱胚胎工程。 過(guò)程 : （ 1）提取人所需要蛋白質(zhì)基因、 cDNA； （ 2）基因重組 (cDNA＋控制基因＋載體 )； （ 3） 分離、培養(yǎng)人工受精的卵細(xì)胞 (如牛 )； （ 4）把重組體轉(zhuǎn)入到受精的卵細(xì)胞； （ 5）植入子宮 ,使之發(fā)育為個(gè)體 (每一個(gè)體細(xì)胞均含有新的 基因 ) （ 6）活化植入新基因，使之表達(dá) （如在乳腺中表達(dá) )； （ 7） 提取目的基因表達(dá)產(chǎn)物 ,進(jìn)行驗(yàn)證 (定性、定量 )； （ 8） 進(jìn)行安全性及臨床試驗(yàn)。 應(yīng)用 : （ 1） 腫瘤發(fā)生、傳染病的動(dòng)物模型 , （ 2） 新品種 :新物種研究 , （ 3） 藥物生產(chǎn)、動(dòng)物乳汁中分泌有 tPA, IX因子 , （ 4） 免疫機(jī)制研究。 內(nèi)容 : （ 1）生物材料 ( 人造器官、起搏器的材料 ) （ 2）康復(fù)工程 （ 3）醫(yī)學(xué)成像 ( 超聲、 CT、核磁 ) （ 4）生物傳感 （ 5）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等。如基因工程藥物、同份異構(gòu)體的拆分（利用 Abzyme 特異結(jié)合、特異地進(jìn)行酶消化來(lái)完成）等。 要點(diǎn) : 固定化酶、酶分子改造技術(shù)和酶反映器的設(shè)計(jì)是當(dāng)前酶工程的重點(diǎn)。如 : 底物＋固定化酶 — → 化學(xué)信號(hào) — → 電信號(hào) — → 人視覺 — → 控制反應(yīng)。有時(shí)也稱微生物工程。 要點(diǎn) : ① 核心是提高產(chǎn)率 , ② 過(guò)程包括 : 菌種選育、生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的利用。 應(yīng)用 : 藥物生產(chǎn) ( 活性多肽、抗生素 )、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、微生物冶金技術(shù)。 定義 (待確定 ): 生化工程 是指為活細(xì)胞和酶提供適宜反應(yīng)環(huán)境 , 能大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)、分離、精制出所需產(chǎn)品的技術(shù)。這是下游工程的關(guān)鍵一環(huán)。 上游中 , 基因工程是基礎(chǔ)、核心 , 通過(guò)它才能真正按人的意向通過(guò)設(shè)計(jì)、改造、生產(chǎn)特定生物工程產(chǎn)品。其他工程相互配合 ,共同組成生物技術(shù)體系。 第二節(jié) 生物技術(shù)的意義及應(yīng)用 生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可把生物技術(shù)分為： 醫(yī)學(xué)生物技術(shù)、植物生物技術(shù)、動(dòng)物生物技術(shù)、食品生物技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)和軍事生物技術(shù)等。 一、戰(zhàn)略意義 理論上 : 生命學(xué)科飛躍 , 步入按需改造和創(chuàng)造新生物 新技術(shù)革命 的重要支柱 , 具巨大潛在力量 , 不亞于原子裂變和半導(dǎo)體的問世。 （ 2） 糧食問題： 綠色革命 , 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病新品種 ，單細(xì) 胞蛋白 , 農(nóng)藥、肥料。 （ 4）環(huán)境污染： 石油、污水 , 有害金屬污染 , 特嗜菌的構(gòu)建。 （ 6）戰(zhàn)爭(zhēng)等災(zāi)害： 生物戰(zhàn)劑、生物恐怖。到 2022年，美國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)品銷 售達(dá) 362億美元以上。 各國(guó)政府投資逐年增加，科研人員大量投入 (美 國(guó)數(shù)十萬(wàn)人 ) 美國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 美國(guó)生物制藥產(chǎn)品種類及數(shù)量（ PHRAM） 疾病種類 產(chǎn)品數(shù)量 疾病種類 產(chǎn)品數(shù)量 感染性疾病