不断发展的生物技术

生物技术与生物工程是互相通用的两个名词,生物技术也可以称为生物工艺学。这些名称在我国 1980 年出版的《辞海》中还没有列入,这是因为生

物技术是 80 年代兴起的新技术。直到今日,虽然许多人对生物技术、生物工程、生物工艺学这样的词还十分陌生,不过,自从生物技术兴起后,在短短的 10 多年内已取得了飞速发展,其外延不断扩展,内涵也不断深化。人们对生物技术的认识和描述正在不断地充实和完善,对生物技术的理解也在进一步深化。

到目前为止,人们一般认为生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程这四大领域。

基因工程又称 DNA 重组技术或分子水平的杂交技术。这项技术就是按照预先设计的生物改造蓝图,在分子水平上对基因进行外科手术,人为地用一种生物细胞中的基因替换另一种生物细胞中的某些基因,实现基因定向转换和重新组合,以达到定向改变生物性状的目的。

细胞工程是细胞水平上的遗传工程。将一种生物细胞中携带遗传信息的细胞核或染色体整个地转换给另一种生物的细胞,使接受转换细胞核和染色体的细胞产生人们所需要的质的变化,是细胞工程的重要内容之一。细胞工程打破了种与种之间不能杂交的障碍,为创造新物种开拓了广阔的前景。

在化学教科书中,把一切能使化学变化加速而自身不变的物质都称为催化剂,许多简单物质都能起催化作用。例如,氢和氧混合后会缓慢地结合成水;加入少量的铂粉,就能使氧和氢结合成水的进程加速,以致引起爆炸。又如过氧化氢溶液分解成氧和水时,氧气泡慢慢地从溶液中冒出;如果在过氧化氢溶液中加入微量铁粉,就使气泡冒出的速度提高,变成一团泡沫。在这两个反应中,铂粉和铁粉就是催化剂,它们加速了反应速度,但本身基本保持不变。

酶是活细胞产生的能起催化作用的蛋白质分子。一种酶只能催化一种专一的反应而不能催化别的反应。例如,加速过氧化氢分解的酶,不可能催化其他任何反应,而像铁粉这种非蛋白质催化剂,则不仅能加速过氧化氢的分解,还能加快其他反应。

所谓酶工程,就是在一定的装置中,利用酶的特异催化功能,快速、高效地将相应的原料转化成有用物质的技术。

微生物工程是利用微生物的特定功能,通过现代化的装备生产有用物质或者把微生物直接应用于工业化生产的一种技术体系。

生物技术的对象是生物体,生物体都具备传宗接代的能力,因此生物资源不受地球上有限资源的限制;生物技术一般是在常温、常压和近中性的水溶液中进行的,因此可以节省能源和原材料,防止环境污染。

酶的种类

根据所催化反应的性质,酶可分为六大类,这六类酶便是氧化还原酶、移换酶、水解酶、裂合酶、异构酶和合成酶。人们习惯上是根据底物(反应物)反应的性质来命名酶的名称的,如催化淀粉水解的酶称作淀粉酶等,因此,从名称上就可知道酶的性质和所催化的反应。

目前,已知的酶大约有 200O 多种,不少酶已能被人工合成,约有 200 种酶已被制成了结晶,各种酶制剂已被广泛应用在医药、工农业上。