四大生物工程

生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类"工程菌"或"工程细胞株"进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物工程包括四大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)。

一、基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

具体应用：

1、抗虫棉：苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。

2、基因工程胰岛素：胰岛素是治疗糖尿病的特效药，将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素。

二、细胞工程：是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

具体应用：

1、细胞融合(新的物种或品系、单克隆抗体)

2、细胞核移植(无性繁殖、克隆动物)

3、染色体工程(多倍体育种，例：八倍体小黑麦)

4、胚胎工程(优良品种、试管婴儿)

5、干细胞与组织工程(胚胎干细胞、组织干细胞)

三、微生物工程：即是指发酵工程，指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。

具体应用：

1、医药领域：发酵工程在医药工业上的应用，成效十分显著，生产出了如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸(如肌苷)等。

2、食品领域：如啤酒、果酒、食醋、柠檬酸等。

四、酶工程：又称蛋白质工程学，是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。

具体应用：

1、食品加工中的应用：酶在食品工业中最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒发酵。

2、轻化工业中的应用：洗涤剂制造(增强去垢能力)、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造(粘接剂)牙膏和化妆品的生产、造纸、感光材料生产、废水废物处理和饲料加工等。