生物工程認(rèn)識與體會

認(rèn)識

生物工程是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠微生物.動物.植物作為反應(yīng)器，將物料進(jìn)行加工生產(chǎn)，為社會提供商品和服務(wù)的一個綜合性技術(shù)體系。生物過程（即利用各種生物體系進(jìn)行加工過程）是生物工程的特征，人們通常將生物工程分為以下幾支：發(fā)酵工程.基因工程.細(xì)胞工程.酶工程和生化工程：

發(fā)酵工程

    發(fā)酵工程是采用生物學(xué)和工程技術(shù)手段，利用微生物.動植物細(xì)胞的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物.動植物細(xì)胞應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)，內(nèi)容包括菌種.特定動植物細(xì)胞的選育.培養(yǎng)基的配制.滅菌.種子的擴大培養(yǎng).發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離提純等方面，發(fā)酵工程使基因工程.細(xì)胞工程產(chǎn)業(yè)化，其中某些產(chǎn)物又是酶工程的原料。因此發(fā)酵工程被認(rèn)為是生物工程產(chǎn)品化的橋梁，也是以微生物或酶等生物催化劑實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的工業(yè)生物技術(shù)核心。

     發(fā)酵工程在國民經(jīng)濟中占據(jù)了重要地位，并且隨著人類經(jīng)濟的發(fā)展，當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu).資源機構(gòu).環(huán)境狀態(tài)將難以支持人類社會進(jìn)一步發(fā)展的目標(biāo)，而發(fā)酵工程有望打破這個僵局。

基因工程

基因工程是在分子水平上，提取或合成不同生物的遺傳物質(zhì)，在體外切割，再和一定的載體拼接重組，然后把充足的DNA分子導(dǎo)入細(xì)胞或生物體內(nèi)，是這種外源DNA（基因）在受體細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)，按人們的需要繁殖擴增基因或生產(chǎn)不同的產(chǎn)物或定向地創(chuàng)造生物的新性狀，并能穩(wěn)定地遺傳給下代?；蚬こ淌前l(fā)酵工程.細(xì)胞工程.酶工程.蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，其操作一般要經(jīng)過四個過程：目的基因的分離與制備，目的DNA片段與載體DNA連接成重要DNA分子，將重組DNA分子引入受體細(xì)胞，目的基因的檢測和表達(dá)。其中為了控制基因表達(dá)的控制轉(zhuǎn)錄的啟動子和轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列。

基因工程的應(yīng)用廣泛：（1）用于藥物與疫苗的生產(chǎn)，例如干擾素（抗病毒劑，抗血癌和某些瘤有療效）.（2）遺傳病的診斷和治療.（3）農(nóng)牧業(yè)品種的改良.（4）環(huán)保與工業(yè)生產(chǎn).（5）新能源和新材料的開發(fā)。

以基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為解決全人類的糧食和醫(yī)藥的短缺以及環(huán)境問題，帶來了美好前景。通過應(yīng)用重組DNA技術(shù)對農(nóng)作物.畜禽品種和水產(chǎn)品的遺傳基因進(jìn)行修飾，可使其品種改良.產(chǎn)量增加.品質(zhì)提高.抗性增強，為人類提供更多更好的食品和藥品。

細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是通過無菌操作，大量培養(yǎng)細(xì)胞.組織乃至整個個體，或者應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等方法進(jìn)行細(xì)胞水平的遺傳操作：細(xì)胞融合.核質(zhì)移植.染色體或基因移植以及組織細(xì)胞培養(yǎng)等方法，以快速繁殖生物個體.改良品種.生產(chǎn)生物產(chǎn)品或活性成分。分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程，其發(fā)展史分為植物細(xì)胞培養(yǎng)工程.動物細(xì)胞培養(yǎng)工程.細(xì)胞融合技術(shù).染色體工程.胚胎工程.干細(xì)胞工程.細(xì)胞遺傳工程.組織工程。

植物細(xì)胞工程應(yīng)用于離體快速繁殖和脫病毒技術(shù).花藥花粉培養(yǎng)和育種.原生質(zhì)培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交.次級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn).植物種子資源的保存和交換。動物細(xì)胞工程應(yīng)用于生物制品生產(chǎn).動物克隆.干細(xì)胞技術(shù)。

酶工程.生化工程

酶是生物催化劑——催生萬物循環(huán)轉(zhuǎn)化的大力神。酶工程就是利用工程技術(shù)手段和酶的固定化技術(shù)得到大量的工業(yè)生產(chǎn)用酶，利用這些酶進(jìn)而得到各種工業(yè)產(chǎn)品和中間產(chǎn)物。

生化工程是以微生物作為研究的主角，生物化學(xué)作為基礎(chǔ)，從動態(tài).定.微觀的角度，廣泛而深刻地揭示了生物（化學(xué)）工業(yè)過程的本質(zhì)，其實就是要研究生物反應(yīng)過程中帶有共性的特殊性工程技術(shù)問題，如大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)過程.大規(guī)模培養(yǎng)基和客氣的滅菌過程.發(fā)酵代謝調(diào)控.細(xì)胞生長和產(chǎn)物形成動力學(xué).生化反應(yīng)器的優(yōu)化操作和設(shè)計生化產(chǎn)品分離純化等過程中的工程技術(shù)問題，其中包括生物反應(yīng)器技術(shù)和生物產(chǎn)品分離工程。

體會

從上面可知：基因工程.是發(fā)酵工程.細(xì)胞工程..酶工程的基礎(chǔ)，生化工程是發(fā)酵工程.細(xì)胞工程.酶工程進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的理論依據(jù)，而發(fā)酵工程和細(xì)胞工程相互滲透。因此生物工程學(xué)科應(yīng)以基因工程.生化工程為基礎(chǔ)學(xué)科，而發(fā)酵工程.細(xì)胞工程.酶工程為專業(yè)發(fā)展科目。

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以現(xiàn)代生命科學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合信息學(xué).系統(tǒng)科學(xué).過程控制理論和方法.手段，通過對生物體及其細(xì)胞.亞細(xì)胞和分子的組分.結(jié)構(gòu).功能與作用機理開展研究來制造產(chǎn)品，或改造動植物.微生物等并使其具有所期望的品質(zhì)特性，為社會提供商品和服務(wù)的一類高技術(shù)。它是源于分子生物學(xué).細(xì)胞生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)研究成果而發(fā)展起來的一門以生產(chǎn)應(yīng)用為主的綜合技術(shù)。將生物工程與生物技術(shù)的定義相比較，可以得出生物技術(shù)微生物工程提供“原料”，若沒有生物技術(shù)的支持則工程菌將無法得到，因為工程菌是普通微生物.動植物細(xì)胞通過生物技術(shù)改造而來的，雖然說生物工程需要的是成熟的生物技術(shù)（如DNA拼接技術(shù)）不需要對新技術(shù)進(jìn)行探索，但生物工程也不能只強調(diào)工程的重要性而忽視生命的基本原理和生物技術(shù)進(jìn)行的過程，因為只有詳細(xì)地了解工程菌的生活習(xí)性和怎樣得到工程菌，才能更好的設(shè)計工程圖最大限度地提高代謝產(chǎn)物或工程菌本身的數(shù)量。

此外，對于生物工程而言，其重心是如何把菌種用于工業(yè)生產(chǎn)以及如何設(shè)計工業(yè)流程和相關(guān)設(shè)備，但要提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，必需改造菌種，要改造菌種必須對菌種的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生理習(xí)性全面了解，而需要扎實的生物學(xué)基礎(chǔ)，不要指望學(xué)生物技術(shù)的人來幫你改造來提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，然后你拿著他實驗中得到的相關(guān)數(shù)據(jù)再設(shè)計工業(yè)流程和相關(guān)設(shè)備，這樣做似乎是可行的，但這是錯誤的。對改造于學(xué)生物技術(shù)的人來說他只在乎產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高并不在意改造后的菌種其代謝產(chǎn)物是否變化，代謝產(chǎn)物是否對設(shè)備有某些特定要求以及產(chǎn)物分離時在大容器中是否方便以及分離后產(chǎn)品的質(zhì)量是否有保障，而對于學(xué)生物工程的人來說，不僅要注重產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量還要注意操作是否簡便和生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率，如果成本高、效率低，那就沒有工業(yè)價值了。

國內(nèi)生物工程是一門新興的專業(yè)，其發(fā)展歷程不長，雖然其前身如生物化工、抗生素制造有50多年歷史，但真正意義上的生物工程才20多年歷史，這就使得該專業(yè)還不成熟，且單獨的生物工程專業(yè)就業(yè)不景氣，因為國內(nèi)要生物工程人才的公司與學(xué)生物工程的學(xué)生來說太少了，國際上的情況也是如此。因此出現(xiàn)了僧多粥少的局面，就業(yè)競爭很激烈。但當(dāng)今世界引領(lǐng)社會進(jìn)步的是化學(xué)生產(chǎn)，與生物生產(chǎn)相比：化學(xué)生產(chǎn)消耗大，污染大，特別是現(xiàn)在化石能源日益枯竭；但生物生產(chǎn)原料來自生物，不污染環(huán)境，而且原料永遠(yuǎn)不會短缺。藥品方面，個國際上上的藥品絕大多數(shù)依然是化工制藥，與生物制藥相比，化工制藥毒副作用大，安全性不高，所以積極開展化工制藥向生物制藥的轉(zhuǎn)變是提高就業(yè)的良策。

國內(nèi)高檔的生化醫(yī)藥產(chǎn)品如激素、生長因子、干擾素、藥用多肽等，除了很少，每年都需進(jìn)口。生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備不配套，上下游技術(shù)不配套，產(chǎn)物的收率低。生化反應(yīng)器和分離純化技術(shù)也落后于國外?；A(chǔ)薄弱，技術(shù)創(chuàng)新能力不強，企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)吸收能力差，生產(chǎn)發(fā)展多數(shù)依靠傳統(tǒng)的外延型、粗放型擴大投資的增長模式，效益低‘市場競爭力低。這使的該專業(yè)在國內(nèi)有很大的發(fā)展空間，也要求我們掌握相當(dāng)高的知識：必須考研、讀博士。

通過前面的論述，我認(rèn)為生物工程專業(yè)需要生物技術(shù)的支持，學(xué)生物工程的至少應(yīng)該掌握現(xiàn)有的生物技術(shù)：生物工程與生物技術(shù)不能分開。搞科研和工廠生產(chǎn)除了需要將理論變?yōu)樯a(chǎn)力的能力外，還需要創(chuàng)造力，因此我們因該培養(yǎng)創(chuàng)新思維，發(fā)揮天馬行空的想象力，積極開創(chuàng)新產(chǎn)品，這樣才能在競爭中永遠(yuǎn)保持優(yōu)勢地。

美國著名管理咨詢專家邁耶和戴維斯預(yù)言，到2020年，“生物”將取代“信息”，人類將進(jìn)入生物經(jīng)濟時代。這樣國內(nèi)和國外將增加這方面的工作崗位，就業(yè)形勢會有改觀，但到時學(xué)該專業(yè)的人會增加，競爭依然在。我們要時時做好準(zhǔn)備：抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)。