第三次科技革命以来，信息技术和生物技术蓬勃发展。随着生物工程技术对人类生活的影响日益加剧，人们对于生物工程技术也越来越加重视，我们日常生活中也能随处发现生物工程的痕迹，省考常识考试中也特别愿意结合时下的热点中与我们生活密切相关的知识点进行考查，但是生物工程本身又是比较晦涩难懂的，所以我们来浅析一下生物工程在省考常识中的考点--生物工程的分类。
一般来说，生物工程包括四大工程，即基因工程、细胞工程、微生物工程和酶工程。
一、基因工程
(一)基因
要了解什么是基因工程，我们首先得了解什么是基因。19世纪60年代，奥地利遗传学家格雷戈尔·孟德尔首先提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但这仅仅是一种逻辑推理。20世纪初期，遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上是呈线性排列，从而得出了染色体是基因载体的结论。1909年丹麦遗传学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中正式提出“基因”概念。20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后，人们进一步认识了基因的本质，即基因是具有遗传效应的DNA片段。研究结果还表明，每条染色体只含有1-2个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。自从RNA病毒发现之后，基因的存在方式不仅仅只存在于DNA上，还存在于RNA上。由于不同基因的脱氧核糖核苷酸的排列顺序(碱基序列)不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。
(二)基因工程
而基因工程也叫遗传工程，是指在基因水平上，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。而其中DNA重组技术是基因工程的核心技术。重组，顾名思义，就是重新组合，即利用供体生物的遗传物质，或人工合成的基因，经过体外切割后与适当的载体连接起来，形成重组DNA分子，然后将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。简而言之，就是生物是通过基因将自己的特性稳定的遗传给后代，而基因工程就是通过改变遗传基因本身的序列，将生物的遗传特性改变，使新的符合人类需求的特性稳定的遗传给后代。
就比如说现在出现的转基因技术，转基因鱼、转基因大豆、抗虫棉等。以抗虫棉来说，研究发现云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，为了能够培育出抵抗病虫害的棉花，就把这部分基因导入棉花的离体细胞中，使其自身具有抵抗病虫害的特性。这些都是属于在分子层面上改变了遗传信息所以属于基因工程。
二、细胞工程
(一)细胞
细胞是由英国科学家罗伯特·胡克于1665年发现的。当时他用自制的光学显微镜观察软木塞的薄切片，放大后发现一格一格的小空间，就以英文的cell命名之，而这个英文单字的意义本身就有小房间一格一格的用法，所以并非另创的字汇。细胞并没有统一的定义，比较普遍的提法是：细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成。一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物，高等植物与高等动物则是多细胞生物。
细胞可分为原核细胞(没有真正的由核膜包被的细胞核)、真核细胞(有真正的由核膜包被的细胞核)两类。细胞体形极微，在显微镜下始能窥见，形状多种多样。主要由细胞核与细胞质构成，表面有细胞膜。高等植物细胞膜外有细胞壁，细胞质中常有质体，体内有叶绿体和液泡，还有线粒体。动物细胞无细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物细胞中则无。细胞有运动、营养和繁殖等机能。
(二)细胞工程
它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养胞工程。伴随着试管植物、试管动物、克隆动物等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。而与基因工程最大的区别就是细胞工程是在细胞层面上进行的。
所以细胞间的融合，有植物间、动物间、动植物间甚至人体细胞与动植物间的成功融合的新的杂交植物，如“西红柿马铃薯”“拟南芥油菜”和“蘑菇白菜”等。在临床医学与药物的应用中，如抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的单克隆抗体。用去病毒试管苗技术，可以有效地防止病毒病的侵害，如香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术。这些都是伴随细胞工程的发展所带给我们的受益。
三、微生物工程
(一)微生物
首次观察到微生物的科学家是荷兰的列文虎克。他在显微观察中第一次发现了一些非常细小并只能透过显微镜观察到的生物，他称之为“微生物”。1675年，他首先在盛放雨水的罐子里发现了单细胞的微生物;1683年，他又在自己的牙垢物中发现了更小的单细胞生物。他发现“这些生物几乎像小蛇一样用优美的弯曲姿势运动。”过了200多年以后，人们才搞清楚列文虎克发现的微生物是细菌。
微生物是个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物包括细菌、病毒、真菌和少数藻类等。(但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。)按照细胞结构分类分为原核微生物和真核微生物。
1.细菌
细菌最早是被荷兰人列文虎克在一位从未刷过牙的老人牙垢上发现的，但那时的人们认为细菌是自然产生的。直到后来，巴斯德用鹅颈瓶实验指出，细菌是由空气中已有细菌产生的，而不是自行产生，并发明了“巴氏消毒法”，被后人誉为“微生物之父”。细菌是所有生物中数量最多的一类。细菌的形状相当多样，主要有球状(乳酸链球菌)、杆状(双歧杆菌)，以及螺旋状(霍乱弧菌)。
细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、沙眼等疾病都是由细菌所引发。然而，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌也有着广泛的运用。
2.病毒
病毒是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸(DNA或RNA)，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。病毒不仅分为植物病毒，动物病毒和细菌病毒。从结构上还分为：单链RNA病毒(2019年新型冠状病毒—NCP)，双链RNA病毒，单链DNA病毒和双链DNA病毒。病毒的生命过程大致分为：吸附，注入(遗传物质)，合成(逆转录/整合入宿主细胞DNA)，装配(利用宿主细胞转录RNA，翻译蛋白质再组装)，释放五个步骤。
3.真菌
真菌，是一种真核生物。最常见的真菌是各类蕈类(灵芝、香菇、银耳)，另外真菌也包括霉菌(黄曲霉菌：黄曲霉毒素B1是迄今为止发现的毒性、致癌性最强的化学物质，被联合国确定为Ⅰ类致癌物。)和酵母(酵母菌)。已经发现了七万多种真菌，估计只是所有存在的一小半。大多真菌原先被分入动物或植物，现在成为自己的界，分为四门。真菌自成一门，和植物、动物和细菌相区别。真菌和其他三种生物最大的不同之处在于，真菌的细胞有含甲壳素(又叫几丁质、甲壳素、壳多糖)为主要成分的细胞壁，和植物的细胞壁主要是由纤维素组成的不同。
(二)微生物工程
微生物工程，又叫发酵工程。指采用现代生物工程技术手段，利用微生物的某些特定的功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程。
人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶等都属于发酵工程。当然发酵工程也不仅仅在食品领域应用广泛，在其他领域当中也有很多的应用。
1.在医药工业上的应用：基于发酵工程技术，开发了种类繁多的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、干扰素等。
2.在食品工业上的应用：如啤酒、果酒、食醋、生产食品添加剂等。
3.在环境科学领域的应用：污水处理中微生物的强化。
四、酶工程
(一)酶
酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。按其分子组成的不同，可分为单纯酶和结合酶。仅含有蛋白质的称为单纯酶;结合酶则由酶蛋白和辅助因子组成。
酶是一类极为重要的生物催化剂。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行。
(二)酶工程
酶工程又称蛋白质工程学，是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。酶工程的应用也在我们身边的各个行业之中。主要包括以下方面：食品工业、轻化工业以及医药工业中。
1.食品工业
酶在食品工业中最大的用途是淀粉加工，与之有关的各种酶如淀粉酶、乳糖酶等。除此之外，帮助和促进食物消化的酶成为食品市场发展的主要方向，包括促进蛋白质消化的酶、促进乳糖消化的酶等。
2.轻化工业
酶工程在轻化工业中的用途主要包括：洗涤剂制造(增强去垢能力)、毛皮工业等。
3.医药工业
酶工程在医药上的应用：用于临床的各类酶品种逐渐增加。酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成部分而发挥医疗作用。如在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等。
五、总结
由于微生物工程以及酶工程都是相对好理解，也是比较容易掌握的。所以在我们考试题目中最容易混淆的就是细胞工程和基因工程，我们一定要做好这两个种类技术的区别，细胞工程是从细胞的角度来进行的改造，并没有改变其内在的基因序列，所以新物种、新种系的基因是从原生生物中获得的。所以通常所说的克隆动物就是属于细胞工程。而基因工程是通过人为的干预，改变了其内在根本的基因序列，使其成为新物种。
【例题】
1.下列关于生物的说法正确的是( )。
A.所有的微生物都是肉眼不可见的
B.原核细胞是指有真正的由核膜包被的细胞核的细胞
C.不同的基因含有不同的遗传信息
D.酶是一种生物蛋白质
【答案】C
【解析】A项：微生物是个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物包括细菌、病毒、真菌和少数藻类等。但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。A项错误。
B项：细胞可分为原核细胞、真核细胞两类。原核细胞是没有真正的由核膜包被的细胞核的细胞，真核细胞是有真正的由核膜包被的细胞核的细胞。B项错误。
C项：由于不同基因的脱氧核糖核苷酸的排列顺序(碱基序列)不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。C项正确。
D项：酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。D项错误。
2.运用试管苹果技术来推广优良苹果品种，这种技术属于( )。
A.基因工程B.细胞工程
C.酶工程D.发酵工程
【答案】B
【解析】根据上面的知识点，很显然题目中的C和D我们可以优先排除，而试管苹果是通过组织培养蜕除病毒，获得纯净的植物繁殖体，以此恢复生长活力，使其产生“复壮”的效果，之后再从一株母体上获得遗传基础、外观等都具有优势的繁殖体，提高植物优良性状。所以这是从植物的细胞的层面来去除病毒，保持苹果的优良特性。故属于细胞工程。
故本题的正确答案是B。
本文作者：云南华图王鹏
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