定氮仪疏基的酶活性

　硼：是植物生长因子相关的必需元素。　　由于一切生物体都是在地球上生活的，不可能脱离周围的环境而生存。并且随时随地与环境进行着能量和物质交换，因而周围环境中各种元素的含量也会直接或间接影响人的生命和生长。某些非生命必需的微量元素的摄入，会引起疾病甚至死亡。例如，汞中毒可以引起人的中枢神经系统疾病，甲基汞能使脑 　第七节　生物工程与生物技术３１５部含定氮仪疏基的酶活性丧失，镉中毒是引起骨软化、骨痛病、急性肺气肿的重要原因等。即使是人体必需的微量，在体内也是有一个合适的浓度范围的，无论是含量不足或含量过高，都会导致疾病甚至死亡。第七节　生物工程与生物技术一、生物技术与生物工程　　１９８２年国际合作与发展组织给生物技术下了一个明确的定义：生物技术（ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）是应用自然科学及工程学原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。

由以上定义可知，生物技术是自然科学（尤其是生物科学）与工程技术结合的产物。现代生物与工程技术及其相关产业的形成，是与生命科学领域的核心技术突破密切相关的。１９５３年，美国科学家沃特森（Ｗａｔｓｏｎ）和克利克（Ｃｒｉｃｋ）发表了ＤＮＡ分子的双螺旋结构模型，揭开了生命的核心秘密，解决了遗传学中长期困惑的基因自我复制问题，标志着分子生物学（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙ）时代的来临。１９７２年，美国斯坦福大学贝尔格（Ｂｅｒｇ）博士领导的研究小组，在世界上首次成功地进行了ＤＮＡ的体外重组，这标志着基因工程的正式诞生，在此基础上于，１９８２年，世界上第一个基因工程药物基因重组人胰岛素正式投放市场。１９９０年“人类基因组计划”正式启动，该计划和“原子弹计划”和“阿波罗登月计划”被称为２０世纪人类三大科学计划。由中、美、德、日、英、法六国科学家组成的工作组于２００００年６月２６日宣布，人类基因组工作草图绘制成功，到２０００３年，人类基因组３０亿个碱基的序列已被全部测定，随之而来的以蛋白质和药物基因学为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕。科学家预言，人类遗传密码这部生命之书的破译将进入全新的信息提取阶段，一些危害人类生命的重大疾病可望得到彻底治愈，人类生老病死的机制有望在分子水平上得到揭示。１９９９６年第一只克隆羊“多利”在英国罗斯林研究所诞生，标志着无性繁殖技术的重大突破。　　正是以上一系列生命科学的重大进展和突破为现代生物技术及其产生构建了最重要的基础和框架，通常认为现代生物技术是分子生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、免疫学以及计算机科学等学科基础上形成的一门综合性科学技术，并被称为生物高技术。

它的构成主体是：基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。　　生物技术和生物工程两者既有联系又有区别。一般认为，生物技术是指广义的生命科学与工程技术的结合与应用，而生物工程仅指生物技术中与产业化结合紧密的应用部分。３１６第八章　生命与化学　二、基因工程　　生物的遗传和进化是一个缓慢而渐进的过程，并且不同生物物种之间有着不可逾越的天然屏障，如何绕过阻碍遗传重组的这种天然障碍，而按照人类的意愿定向地设计和改变生物遗传性状，是众多科学家孜孜以求的目标。基因工程的产生正是这种追求的结果。　　基因工程可以定义为：在生物体外将代表某种特定基因的外源性ＤＮＡ分子，经过定向切割和连接，插入到具有独立自主复制能力的载体中，形成重组ＤＮＡ分子，再导入到受体细胞中，使外源基因在受体中表达的过程。　　（１）基因工程的第一步是要获得目的基因，这可以通过以下途径实现：　　①化学合成：根据已知的目的基因的碱基序列，通过化学合成的方法，合成出具有一定长度的单链ＤＮＡ片断，再在ＤＮＡ连接酶的作用下，按顺序连接成目的基因。　　②ＰＣＲ法：这是一种通过体外酶触反应，成百万倍地扩增所需的ＤＮＡ片断的技术，是聚合酶链式反应缩写。　　这种技术的原理是：在临近沸点的温度下，双螺旋的ＤＮＡ分子受热解离成为单链ＤＮＡ，在聚合酶的作用下，以单链ＤＮＡ为模型，以四种脱氧核苷三磷酸（ｄＮＴＰ）为原料，合成新生的ＤＮＡ互补链。整个过程与细胞内的ＤＮＡ复制过程相类似。　　③目的基因的获得还可以有逆转录法、基因文库法等途径。　　（２）基因工程的第二步是要对外源ＤＮＡ分子进行定向切割和连结。这一过程主要借助于限制性内切酶和ＤＮＡ连接酶来完成。自１９７０年在细菌中首次分离纯化得到限制性内切酶至今，已发现了大量具有各自独特识别序列的限制性核酸内切酶，使得我们几乎可以将ＤＮＡ分子任意地切割成一系列不连续的片断。而ＤＮＡ连接酶则是能把ＤＮＡ片段逐个相连、并具有能使ＤＮＡ裂口修复的功能。

　　（３）基因工程的第三步是要将经切割连接的通常不具备自我复制能力的ＤＮＡ分子插入到具有自我复制功能的特定ＤＮＡ分子载体中去。这种ＤＮＡ分子又称作基因克隆载体。已有研究表明，病毒、噬菌体和质粒等可以用作基因工程中运载工具的载体。外源ＤＮＡ分子的重组正是在对外源ＤＮＡ分子及载体使用相同的限制性内切酶及连接酶的过程中，同时完成ＤＮＡ分子的重组和在载体上的定向插入过程。　　（４）基因工程的最后一步是外源基因在受体中的表达。重组后的ＤＮＡ分子只有进入受体细胞（或寄生细胞）中，才可以进行复制繁殖，即实现克隆基因的大量表达，这种表达的结果是将ＤＮＡ分子所承载的遗传信息转变为由特定氨 　思考题与习题３１７基酸顺序构成的多肽或蛋白质分子。基因的表达就是由ＤＮＡ到蛋白质的过程。　　目前的研究成果表明：大肠杆菌、酵母、某些动物（如牛、羊）及植物等都可以作为寄生细胞，以实现外源基因在其中的表达。例如重组人胰岛素干扰素等可在大肠杆菌中获得表达。第二代乙肝疫苗是利用ＤＮＡ重组技术在酵母中表达所得到的产品。利用基因工程得到的这些药物，成本低，产值高，毒副作用小，疗效广，风险小，具有巨大的经济和社会效益。