現(xiàn)代生物技術(shù)也稱生物工程。
在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的創(chuàng)建新的生物類(lèi)型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù),是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。現(xiàn)代生物技術(shù)和古代利用微生物的釀造技術(shù)和近代的發(fā)酵技術(shù)有發(fā)展中的聯(lián)系,但又有質(zhì)的區(qū)別。古老的釀造技術(shù)和近代的發(fā)酵技術(shù)只是利用現(xiàn)有的生物或生物機(jī)能為人類(lèi)服務(wù),而現(xiàn)代的生物技術(shù)則是按照人們的意愿和需要?jiǎng)?chuàng)造全新的生物類(lèi)型和生物機(jī)能,或者改造現(xiàn)有的生物類(lèi)型和生物機(jī)能,包括改造人類(lèi)自身,從而造福于人類(lèi)?,F(xiàn)代生物技術(shù)生物工程,是人類(lèi)在建立實(shí)用生物技術(shù)中從必然王國(guó)走走向自由王國(guó)、從等待大自然的恩賜轉(zhuǎn)向主動(dòng)向大自然索取的質(zhì)的飛躍?,F(xiàn)代生物技術(shù)是在分子生物學(xué)發(fā)展基礎(chǔ)上成長(zhǎng)起來(lái)的。1953年,美國(guó)科學(xué)家沃森和英國(guó)科學(xué)家克里克用X-衍射法搞清了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)核酸的結(jié)構(gòu),從而使揭開(kāi)生命秘密的探索從細(xì)胞水平進(jìn)入了分子水平,對(duì)于生物規(guī)律的研究也從定性走向了定量。在現(xiàn)代物理學(xué)和化學(xué)的影響和滲透下,一門(mén)新的科學(xué)分子生物學(xué)誕生了。在以后的十多年內(nèi),分子生物學(xué)發(fā)展迅速,取得許多重要成果,特別是科學(xué)家們破譯了生命遺傳密碼,并在1966年編制了一本地球生物通用的遺傳密碼"辭典"。遺傳密碼辭典將分子生物學(xué)的研究迅速推進(jìn)到實(shí)用階段。1970年,科拉納等科學(xué)家完成了對(duì)酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移RNA的基因的人工全合成。1971年美國(guó)保羅·伯格用一種限制性內(nèi)切酶,打開(kāi)一種環(huán)狀DNA分子,第一次把兩種不同DNA聯(lián)結(jié)在一起。1973年,以美國(guó)科學(xué)家科恩為首的研究小組,應(yīng)用前人大量的研究成果,在斯坦福大學(xué)用大腸桿菌進(jìn)行了現(xiàn)代生物技術(shù)中最有代表性的技術(shù)――基因工程的第一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)。他們?cè)谠嚬苤袑⒋竽c桿菌里的兩種不同質(zhì)粒(抗四環(huán)素和抗鏈霉素)重組到一起,然后將此質(zhì)粒引進(jìn)到大腸桿菌中去,結(jié)果發(fā)現(xiàn)它在那里復(fù)制并表現(xiàn)出雙親質(zhì)粒的遺傳信息。1974年,他們又將非洲爪蛙的一種基因與一種大腸桿菌的質(zhì)粒組合在一起,并引入到另一種大腸桿菌中去。結(jié)果,非洲爪蛙的基因居然在大腸桿菌中得到了表達(dá)(“表達(dá)”是指該基因在大腸桿菌內(nèi)能合成生長(zhǎng)激素抑制因子),并能隨著大腸桿菌的繁衍一代一代地傳下去。科學(xué)家們從科恩的實(shí)驗(yàn)中看出了基因工程的突出特點(diǎn):(1)能打破物種之間的界限。在傳統(tǒng)遺傳育種的概念中,親緣關(guān)系遠(yuǎn)一點(diǎn)的物種,要想雜交成功幾乎是不可能的,更不用說(shuō)動(dòng)物與植物之間、細(xì)菌與動(dòng)物之間、細(xì)菌與植物之間的雜交了。但基因工程技術(shù)卻可越過(guò)交配屏障,使這一切有了實(shí)現(xiàn)的可能。
(2)可以根據(jù)人們的意愿、目的,定向地改造生物遺傳特性,甚至創(chuàng)造出地球上還不存在的新的生命物種。同時(shí),這種技術(shù)對(duì)人類(lèi)自身的進(jìn)化過(guò)程也可能產(chǎn)生影響。
(3)由于這種技術(shù)是直接在遺傳物質(zhì)核酸上動(dòng)手術(shù),因而創(chuàng)造新的生物類(lèi)型的速度可以大大加快。這些特點(diǎn),引起了世界科學(xué)家的極大關(guān)注,短短幾年內(nèi),基因工程研究便在許多國(guó)家發(fā)展起來(lái),并取得一批成果,基因工程已成為20世紀(jì)最重要的技術(shù)成就之一。現(xiàn)代生物技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)群。基因工程僅是現(xiàn)代生物技術(shù)中具有代表性的一種,它的特征是在分子水平上創(chuàng)造或改造生物類(lèi)型和生物機(jī)能。此外,在染色體、細(xì)胞、組織、器官乃至生物個(gè)體水平上也可進(jìn)行創(chuàng)造或改造生物類(lèi)型和生物機(jī)能的工程,例如染色體工程、細(xì)胞工程、組織培養(yǎng)和器官培養(yǎng)、數(shù)量遺傳工程等,這些,也屬于現(xiàn)代生物技術(shù)的范疇。而為這些工程服務(wù)的一些新工藝體系,如現(xiàn)代發(fā)酵工程、酶工程、生物反應(yīng)器工程等,同樣被納入了現(xiàn)代生物技術(shù)的系統(tǒng)?,F(xiàn)代生物技術(shù)以分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科為支撐,結(jié)合了化學(xué)、化工、計(jì)算機(jī)、微電子等學(xué)科,從而形成了一門(mén)多學(xué)科互相滲透的綜合性學(xué)科。就其應(yīng)用領(lǐng)域,可分為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、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)等。生物工程生物工程(biological engineering;bion)生物工程,是20世紀(jì)70年代初開(kāi)始興起的一門(mén)新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科。所謂生物工程,一般認(rèn)為是以生物學(xué)(特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué))的理論和技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合化工、機(jī)械、電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù),充分運(yùn)用分子生物學(xué)的最新成就,自覺(jué)地操縱遺傳物質(zhì),定向地改造生物或其功能,短期內(nèi)創(chuàng)造出具有超 遠(yuǎn)緣性狀的新物種,再通過(guò)合適的生物反應(yīng)器對(duì)這類(lèi)“工程菌”或“工程細(xì)胞株”進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng),以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨(dú)特生理功能一門(mén)新興技術(shù)。