现代三大生物技术的浅层次

摘 要：二十一世纪无疑是生物技术全面发展和腾飞的世纪,它为人类适应社会的需要,解决日趋昂贵和稀缺的能源问题,提供解决途径.由于生物技术的零碎、前沿让不少刚接触到它的高中生难以把握.则是对高中所遇到的生物技术从三个层面进行一次深入浅出的剖析,以便让初学者对其有一个系统性的把握.

关 键 词：生物技术；生物催化剂；生物反应器；检测和纯化；三大工程

中图分类号：X8文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）0310027－01

在高中生物选修课本中,我们接触到的都是一类关于现代生物科技的知识.大多数人常常认为这一部分的知识十分琐碎,但事实情况恰恰相反,因为无论是传统的,还是现代的生物技术都涵盖了三个层面的核心问题.那就是：1）对所进行的生物反应中,特定生物催化剂或载体（如：酶或激素）的选取.2）为了充分发挥生物催化剂利用率,需要制造特定的反应容器（生物反应器或反应过程）.3）检测和纯化（也就是反应产物的分离提纯）.

而在高中生所学的选修课本中涉及现代生物科技三大工程,即：基因工程、细胞工程、胚胎工程.如若将这几部分的生物技术从三个层面的核心问题的进行区别和联系,即可很好的掌握和应用选修课本的知识点.而本文的是指引学生巧妙地将生物技术进行识记,理解.如下表将基因工程从生物技术的三个层面进行了剖析.

1基因工程

在基因工程应用上,其中最重要的就应该是利用乳腺反应器或膀胱反应器来制造药物.它们有着共同的步骤,然而它们与一般的基因工程在处理上却有着独特之处.它们是将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因（或膀胱蛋白基因）的启动子等调控组件重组在一起,作为目的基因的.

像基因工程这种生物技术是基于分子水平之上的,一种精确,定向的控制.而在高中生所学的选修教材中还有一类生物技术是基于细胞水平之上的操作,那就是一种半随机,定向的控制,例如：细胞工程、胚胎工程等.而下表则是对细胞工程的操作进行了三个层次的分析.

2细胞工程

此处所涉及的细胞工程基本上已经成功的进行了实验,并将大量的实验推广于应用之中,如：改良家畜、保护濒危物种、胚胎干细胞的移植、利用单克隆抗体治疗疾病等等.然而它们的成功率依旧很低,并且在安全性问题上也有争议.

其实不仅仅是细胞工程如此,胚胎工程也是如此.当人类对胚胎的发育研究到一定程度时,胚胎工程才逐步从细胞工程中分离出来,成为一门新的学问.

3胚胎工程

由于胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,所以如果想对胚胎工程进行整体性的把握,必须了解动物的受精过程和早期胚胎发育的过程.而本文在此只作一个简单的概述.

1）受精

受精过程是指的精子与卵子结合形成受精卵的过程.而这个过程一方面是精原细胞经过减数分裂和变形形成精子,另一方面则是卵原细胞经过减数分裂形成次级卵母细胞.但是刚刚获得精子和次级卵母细胞却不能立即受精,因为它们还不具备受精的能力,所以要对精子进行获能处理和对卵子培养至MⅡ中期,两者方可受精.

处理之后,精子会发生顶体反应,产生顶体酶.进而穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,与此同时卵子发生透明带反应和卵黄膜的封闭作用,来防止多精入卵.最终雌雄原核融合,受精卵形成.卵母细胞的减数分裂完成,出现了两个极体（标志着受精作用的完成）.

2）早期胚胎发育

受精卵形成后立即进行有丝分裂,开始发育.当分裂达到32个细胞左右时,胚胎形似桑椹,称之为桑椹胚.此阶段及之前的细胞并未分化,属全能细胞,因而可以运用于胚胎分割技术.

而后桑椹胚进一步发育,细胞中开始出现分化,出现内细胞团和滋养层细胞（可用于做性别鉴定）.并且胚胎的内部出现了含有液体的囊腔――囊胚腔.由于囊胚的进一步扩大,导致了透明带的破裂,卵裂结束.随着囊胚中内细胞团的不断变化,其表层细胞形成了外胚层,下方细

胞则形成了内胚层.此时则形成了原肠胚,而由内胚层包围形成的囊腔称为原肠腔.

具备了以上的知识基础,才能更好地从生物技术的三个层面上剖析胚胎工程,如下表：

从上文的分析和归纳中不难发现,现代生物技术可以从三个核心层面去进行归纳总结.也许一个生物技术可能因为不需要提纯,而没有检测和纯化这一步,但无论是特定生物催化剂或载体的选取,还是生物反应器或反应过程,这两个核心层面总是必不可少的.

对于浩瀚的生物技术海洋而言,本文不过是冰山一角.笔者只愿每一个学习、教授、研究生物技术的人能不断前进,让生物技术系统性的存在于每一个学习、教授、研究它的学者的脑海之中.