要过四级。
天津农学院生物工程专业介绍
生物工程专业
生物工程(bioengineering),有时也称生物技术(biotechnology), 至今没有明确的区分。是指人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。
现代生物工程是以基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程等基本理论和工程技术为主要内容的一门新兴的、综合性的学科,它涉及农业、食品、轻工、化工、医药、环保、能源等诸多领域,涵盖了国民经济的许多部门,已经形成一个门类齐全、种类繁多的新兴工业体系,在国民经济发展中占有极其重要的地位。我们初步了解一下生物工程的基本内容和相互关系。
基因工程(gene engineering)
基因工程又称为重组DNA技术,是指在体外将目的基因插入质粒或其他载体分子中构成遗传物质的新组合,并导入到原先没有这类基因的寄主细胞内,让其持续稳定地繁殖,使目的基因在寄主细胞内表达,产生人类需要的基因产物。
重组DNA技术自从20世纪70年代初期问世以来,不仅使整个生命科学的研究发生了前所未有的深刻变化,而且也给工农业生产和国民经济发展带来了巨大的社会效益。
细胞工程(cell engineering)
细胞工程是在细胞水平上的生物工程,它是采用类似工程设计的方法,运用精巧的细胞学技术,有计划的改造细胞遗传结构,从而培育出人们所需要的动植物品种或具有某些新性状的细胞群体,以造福于社会。根据使用的材料不同,细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程和微生物细胞工程。
酶工程(enzyme engineering)
酶工程是研究酶的生产和应用的一门技术学科,它包括酶制剂的制备、酶的固定化、酶的修饰与改造及酶反应器等方面的内容。酶工程技术是当代生物技术产业化的排头兵,因为它投资少,见效快,能耗低,三废少,还可以使化工生产的原料从不能再生的资源转化为可再生的资源,进而比传统的化学的合成法更具优势。酶工程技术不但使古老的发酵工业焕发了青春,而且将改变化学工业的生产方式,成为一种新兴产业。
发酵工程(fermentation engineering)
发酵一词最初来自拉丁语“发泡”(Fervere),原意是指酵母作用于果汁或发芽谷物产生CO2的现象。现在人们将利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下,通过现代工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程,有时也叫微生物工程。现代发酵工程在传统发酵工业的基础上,结合了基因工程技术、细胞融合、分子修饰和改造等技术,它既是生物技术的重要组成部分,也是生物技术产业化的重要环节。
发酵工业具有见效快、污染小,外源目的基因易在微生物菌体中高效表达等优点,日益成为全球经济的重要组成部分。发酵工业在人类生活密切相关的领域,医药、食品、饲料、肥料、化工、冶金、资源、能源、健康、环境等,都有着难以估量的社会效益和经济效益。
蛋白质工程(protein engineering)
蛋白质工程这一名称最早是在1981年由美国基因公司的Ulmer提出,是指在基因工程的基础上,结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识,通过对基因的人工定向改造等手段,从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质。探明蛋白质的结构和功能将是以后蛋白质工程进一步迅速发展的基础。
可见,上述5项技术并不是各自独立的,它们彼此之间是互相联系、互相渗透的。比如通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的“工程菌”或细胞,都必须分别通过发酵工程或细胞工程来生产有用的物质;又如,通过基因工程对酶进行改造以增加酶的产量、酶的稳定性以及提高酶的催化效率等。
全球人口的迅速增长和人民生活水平的不断提高,食物短缺、能源危机和环境污染等日益严重困扰着整个世界,寻找节省粮食、提高产量,开发新能源和减少污染的有效途径显得越来越重要,是当今世界迫切需要解决的突出问题。作为世界新技术革命四大支柱之一的生物工程可同时缓解上述诸多矛盾。在农业生物工程方面,采用现代生物技术进行作物育种和动物品种的改良,如转基因作物、生物固氮、胚胎移植、转基因动物等,将引起传统农业技术的巨大变革。在工业生物工程方面,集中表现在食品工业、发酵工业、精细化工、纺织和制革等行业的科研和生产中,它所起的作用是传统技术无法比拟的,它不仅使古老的食品发酵等工业焕发了新春,而且