生物技术.pdf

前 言 “现代高技术丛书”，由中国科协与上海科技出版社组织出版，《生物 技术》被列为其中的一个选题，但它是一门难以定义的学科。生物技术一向 是在西方企业家们大肆鼓吹分子生物学和基因工程的诱人前景时，首先由新 闻界的非专业人员推广使用起来的，现在它包含许多学科，成为一个与我们 日常生活密切相关的硕果累累的产业。生物学当然仍是生物技术的基本科学 内容，但是现代化学、物理学、医学和药学、计算机科学也都起很重要的作 用。生物技术是一门在多学科基础上发展起来的集成科学。 生物技术所包含的内容，在不同国家、不同时期、不同学者中，是有不 同的看法和认识的。在我国，1986年国家科委制订“中国生物技术政策纲要” 时，经专家们共同讨论认定，生物技术共包括基因工程、细胞工程、酶工程、 发酵工程四个方面，而几乎同时在 “七五”攻关计划的列题中，又增加了生 化工程和蛋白质工程。目前在微生物学会和生物工程学会中，都有酶工程、 基因工程、细胞工程、发酵工程和生化工程专业委员会，而没有蛋白质工程 专业委员会。 此外，生物技术无论作为一个新兴领域或产业，都是发展极快，现在国 际上又有分析生物技术、植物生物技术、环境生物技术等新的分化，特别是 由于计算机技术的应用，许多新发现不一定是在实验台上完成的，而可能是 在计算机终端上实现的。所有这些内容要想在本书的范围内一一予以介绍， 恐怕难以做到。 考虑到本书属于一般读物，而非专著性质，就采取了最便于叙述的方法， 分为基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程和蛋白质工程五个部分。 此外，为了方便读者，也为了避免各部分之间的内容重复，在全书前面加写 了一点与生物技术直接相关的基本知识。 生物技术近10～15年来，以其在医、药、农业等方面的成就，正在形成 一个新兴的产业，吸引各国政府竟相投资支持。面对这个从学术到产业都是 一日千里的发展形势，深感个人的能力和时间有限，难以胜任主编的委托， 多亏各位作者、科协和出版社同行偏劳，使本书得以完稿，谨致感谢。 编著者 生物技术 第一章 生物技术总论 现在是新技术革命的时代。科学上的新发现及其在技术中的应用，都以 人们预料不到的高速度展现出来。新技术不断突破，发明创造层出不穷。越 是尖端技术，其革新的速度越快，更新换代也越加显著。新技术革命引起新 的产业革命，促使世界产业迅速地朝着尖端技术化、知识密集化、高增殖价 值化方向发生结构性的变化。领头的产业正在更替，以微电子、新材料和生 物技术为轴心的新型产业群将成为肩负世界未来的战略产业。 新技术革命不但提出了严峻的挑战，而且也提供了巨大的机会。现有产 业和企业能否在激烈竞争中继续生存下去，取决于企业的应变能力，即能否 大胆地砍掉不适应新时代的部分，同时尽快地吸收和消化最尖端技术，加速 企业改造，使之成为劳动生产率高的产业和企业。企业的经营者正面临着命 运的抉择。对于国家来说，能否采取有效措施促进尖端技术领域的开发研究， 这是关系到国家竞争力的战略性任务。生物技术正是这类必须优先考虑的最 尖端技术之一。 生物技术的源流可以追溯到公元前的酿造技术。这种原始的生物技术一 直持续了四千多年，直到上世纪法国微生物学家巴斯德揭示了发酵原理，从 而为发酵技术的发展提供了理论基础。到了20世纪初，在工业生产中首先采 用大规模纯菌培养技术的是化工原料丙酮丁醇的发酵。五十年代在抗生素工 业的带动下，发酵工业和酶制剂工业大量涌现，发酵技术和酶技术被广泛用 于医药、食品、化工、制革和农产品加工等产业部门。传统的生物技术发生 革新换代是从七十年代初期开始的。分子生物学的某些突破使人们能够分离 基因，即决定遗传性状的分子，并在体外进行重组。这些突破迎来了生物技 术的时代。表面上看技术革命的加速发展是连续进行的，其实并不尽然。新 一代的生物技术虽脱胎于原始的和传统的生物类生产技术，它们之间在内容 和手段上均有质的不同。从原有技术中产生出新一代的技术，这就是技术增 殖。问题是我们是否能够跟上技术的自身增殖速度。 生物技术正在或即将使人们的某些梦想和希望变为现实。生物技术的新 方法为解决生物学和医学中的一些重大问题提供了强有力的手段。当前，生 物技术已在医药和化工等领域中崭露头角。一批生物工程药物，例如人生长 激