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現代分子生物學實驗技術有哪些

發布時間:2023-02-12 11:54:58

① 生物化學與分子生物學最常用的實驗技術包括什麼

分子生物學實驗技術,是進行分子生物學理論和應用研究的技術,主要有核酸分離純化或合成、核苷酸順序測定、分子雜交和DNA人工重組技術。核心是DNA人工重組技術—核酸分離純化或合成、核苷酸順序測定和分子雜交技術都服務於DNA重組技術。

② 現代生物技術都有那些呀

現代生物技術是以生命科學為基礎,利用生物(或生物組織、細胞及其他組成部分)的特性和功能,設計、構建具有預期性能的新物質或新品系,以及與工程原理相結合,加工生產產品或提供服務的綜合性技術。這門技術內涵十分豐富它涉及到:對生物的遺傳基因進行改造或重組,並使重組基因在細胞內表達,產生人類需要的新物質的基因技術(如「克隆技術」);從簡單普通的原料出發,設計最佳路線,選擇適當的酶,合成所需功能產品的生物分子工程技術:利用生物細胞大量加工、製造產品的生物生產技術(如發酵);將生物分子與電子、光學或機械繫統連接起來,並把生物分子捕獲的信息放大、傳遞。轉換成為光。電或機械信息的生物耦合技術;在納米(即百萬分之一毫米)尺度上研究生物大分子精細結構及其與功能的關系。並對其結構進行改造利用它們組裝分子設備的納米生物技術:模擬生物或生物系統。組織、器官功能結構的仿生技術等等。
現代生物技術的興起始於本世紀70年代,如今已經成為高技術群體中一支絢麗的奇葩。這門技術具有鮮明的軍、民兩用性,應用潛力十分廣泛。它既可以為解決人類面臨的食品、健康、能源、環境等問題提供新的手段,又可以為大幅度提高部隊的作戰效能和生存能力開辟新的途徑。現代生物技術的深入發展和廣泛應用、是本世紀繼計算機技術革命之後又一次重要的技術革命,是現代軍事技術革命的生力軍。

基本含義

現代生物技術是以生命科學為基礎,利用生物(或生物組織、細胞及其他組成部分)的特性和功能,設計、構建具有預期性能的新物質或新品系,以及與工程原理相結合,加工生產產品或提供服務的綜合性技術。這門技術內涵十分豐富它涉及到:對生物的遺傳基因進行改造或重組,並使重組基因在細胞內表達,產生人類需要的新物質的基因技術(如「克隆技術」);從簡單普通的原料出發,設計最佳路線,選擇適當的酶,合成所需功能產品的生物分子工程技術:利用生物細胞大量加工、製造產品的生物生產技術(如發酵);將生物分子與電子、光學或機械繫統連接起來,並把生物分子捕獲的信息放大、傳遞。轉換成為光。電或機械信息的生物耦合技術;在納米(即百萬分之一毫米)尺度上研究生物大分子精細結構及其與功能的關系。並對其結構進行改造利用它們組裝分子設備的納米生物技術:模擬生物或生物系統。組織、器官功能結構的仿生技術等等。

獨特的優點

——生產原料簡單。生物在進行合成代謝時,大都以隨手可得的物質(如空氣、水、植物和礦物質等)為原料,以陽光等為能源,不僅原料成本低,而且取之不盡。

——安全、可靠性高。典型的生物化學反應都是在酶的催化作用下進行的,要求輸入的能量少,反應條件緩和,工藝和設備簡單,操作安全性好。生物系統在合成物質時,先把脫氧核糖核酸遺傳信息轉錄給核糖核酸,然後以核糖核酸為模板進行合成。該過程雖然很復雜,但出錯機率極小,且無副產品。更重要的是,生物系統能自動發現並糾正錯誤,進行自動化合成生產,生產可靠性高。

——產品具有特殊的活性。生物分子通常具有復雜的精細結構,這種結構往往會賦予生物分子特殊的活性,即所謂「生物特異功能」,例如准確、敏感的識別能力,高效的搜索能力,牢固的粘結性能等等。在用基因技術對其控制基因進行改良後,這些性能還將大大增強。

——系統結構緊湊。生物系統中的信息碼、模塊、製造組裝機構都是在分子水平以完美方式自組裝起來的。這就使生物系統(如眼球、大腦等)比類似功能的人造電子、光學或機械繫統要緊湊得多。如果能運用生物耦合技術把一些生物系統與設計的裝置耦合起來,或者利用納米生物技術、自組裝技術將它們製造出來,那麼設備的尺寸就可能減少很多。

——有利於提高或擴展人類的能力。運用生物醫學可提高人類對疾病的治療效果和抗病能力;通過人腦與設備的耦合可擴展人類的能力,減小人機界面的操作難度。

軍事應用

80年代以來,美國等一些發達國家開始大力研究和發展軍事生物技術,以期滿足軍事上對許多先進能力的需要。目前正在研究或已預見到的軍事應用主要有——

在信息探測方面:利用酶、抗體、細胞等製造具有識別功能的生物感測器,不僅能准確地識別各種生、化戰劑,通過與計算機配合及時提出最佳防護和治療方案、而且還可用於探測炸葯、火箭推進劑的揮發降解情況,確定敵方庫存地雷。炮彈、炸彈、導彈等的數量和位置。利用仿生技術製造的各種信息收集系統,可以大幅度提高探測、監視和導航能力。仿視覺探測器的電子蛙眼雷達能快速識別不同形狀的飛機。艦艇。導彈等運動物體,並能根據飛行特點,識別真假導彈;「蠅眼」相機一次能拍下1000多張照片,解析度高達每厘米4000線,成為有效的偵察工具;模擬狗、貓頭鷹等動物夜視功能的裝置,能搜索到微光下地面或空中目標。科學家們根據「蛇眼」紅外線定位原理研製了紅外製導的空空導彈,現在人們又根據蝙蝠抗干擾能力強的原理研製出新穎的蝙蝠式抗干擾超精密全敏雷達。根據狗鼻子機理製成的仿嗅覺感測器「電子犬」,能測定僅千萬分之一的過氧乙烯毒氣;根據蒼蠅的觸角上非常靈敏的嗅覺感覺器,製造出了嗅覺敏感的探測裝置。

值得重視的是,上面所例舉的一些已製造出來的仿生探測器大都還是被動的仿生裝置。隨著生物技術的發展,在徹底弄清生物系統的工作原理後,通過基因技術、生物分子工程技術對生物分子的改造,運用生物分子電子技術等主動仿生學方法,一定能制出功能優於生物結構更緊湊,體積更小的各種信息探測裝置。美國、日本、歐洲、俄羅斯現正在努力向主動仿生技術發展。

在信息處理方面:研究表明,以蛋白質分子做材料製造的生物計算機,不僅體積小、重量輕。能耗小、環境適應性強。運算速度和儲存能力比現有計算機要高出數億倍,而且具有和人腦一樣的分析。判斷。聯想、記憶等智能。它的研製成功必將使軍事情報的獲取。處理發生質的變化。美國。日本、歐洲和俄羅斯早就看好這一領域。在過去10年,他們已研究出了蛋白質並行處理器及神經網路等原型器件,有些器件已在軍事上得到了應用,例如俄羅斯有的軍用雷達就使用了細菌視紫紅蛋白質處理器。據估計美國在3—5年內能大批量生產這種計算機,且造價比半導體計算機要低,因為它所需的生物材料可利用通過基因技術改造的細菌大量生產。

在一體化指揮和控制方面:生物計算機的微型化、低成本趨勢,不僅使指揮中心、網路節點,而且使每件武器。每個士兵都可能擁有計算機,「整個戰場就像一個計算機大平台」,從而實現信息流程最優化,信息流動實時化,信息採集、傳遞、處理、存儲、使用一體化,並形成一個指捍層次減少的扁平的「網」狀指揮體系,以利於提高信息傳輸速度和體系生存能力,並使決策分散化和指揮實時化。

在信息戰防禦方面:生物技術在偽裝與隱身方面表現出非凡才能。例如,通過對「變色脂」表皮顏色變化機理的研究,研製出一種變色蛋白質纖維,可用它做成變色服,或根據這一原理研究出隨環境變化的生物塗料,把它塗在設施、裝備、武器、平台、頭盔上來偽裝自己。還可通過生物技術合成一些可吸收紅外。紫外等各種波長的吸波生物材料(如視黃酸聚合物、希夫鹼鹽聚乙烯)來減少或消除信號達到隱身的目的,提供新一代高效能的作戰系統。

常規武器裝備除可利用生物計算機、生物感測器或仿生探測器來提高武器平台的信息化水平之外,還可利用生物技術為它仰提供輕質高性能的材料:用於裝甲防護的高硬度。高韌性生物陶瓷;用於製造防護服。降落傘及復合材料的抗拉強度超過鋼絲的改進型蜘蛛絲,用於製造輪胎和密封墊的理化性能優秀的生物彈性體;可代替鋼材的高強度生物塑料:可在各種環境中使用的生物粘膠劑;模仿生物智能結構的智能材料;模擬骨質密度梯度變化的功能梯度材料;模擬貝、馴鹿角結構的仿生裝甲材料;模擬軟體動物表皮的多功能蒙皮等等。在製造工藝上,使用仿生技術,也可以提高平台的性能和生存能力,模仿海豚體形和各部分比例建造的新式核潛艇,航速提高了20%~25%;用人造海豚皮包裹魚雷,水的阻力可減少一半;美軍目前正在模仿鰩魚和電鰻兩種魚的運動原理,以彈性皮替代潛艇的傳統外殼,研製一種新型「皮動」潛艇,旨在使其在潛航時難以分辨出到底是魚還是潛艇,既能巧妙地隱蔽自己,又可突然襲擊敵方。

智能武器利用生物技術研製的制導系統將促使精確制導技術向更高的智能化方向發展。美軍正在根據蠅眼視覺原理研製的「蠅眼」制導系統,可根據目標運動參數及位置信息,自動控制導彈飛行狀態,跟蹤、攻擊目標。彈載微型生物計算機可利用聲波、無線電波、可見光、紅外、激光甚至氣味等一切可利用的直接或間接目標信息,幫助導彈自主地搜索、識別、定位和攻擊目標,從而大大提高導彈的命中精度。

非致命武器利用生物技術還可以製造出許多非致命武器。例如,可以污染油料。潤滑劑或使它們凝聚的生物活性物質;可迅速降解軍事設備上的塑料、橡膠和其它合成或天然材料的酶;可降解彈葯、推進劑的酶;能對軍事通信設備、計算機造成嚴重干擾的導電性生物聚合物;可吞噬計算機晶元材料的微生物等。

提供機動靈活的後勤保障

用生物酶或微生物生產炸葯。彈葯或推進劑,可以在溫和的條件下進行,操作安全,合成物更穩定。利用紅極毛桿菌與澱粉的作用可生產氫氣,每消耗1克澱粉可生產5升氫氣,氫氣和少量燃料混合可代替汽油(或柴油),使用這種燃料的機動裝備只需帶少量澱粉就可實施長時間、遠程、機動作戰。利用發酵技術可為機動部隊提供易於保存和攜帶的高能量膠囊狀營養食品。在食物短缺的特殊場合,可採用高效植物纖維酶將植物的根、莖、葉轉化成易於消化吸收的營養豐富的葡萄糖,供戰士食用。部隊在執行任務時、水是必不可少的。採用生物技術生產的生物聚合物梯度膜,可快速濾去非飲用水中有害物質(包括放射性污染物)。生物技術也是治理軍事環境的理想方法。用生物酶清洗生化戰劑,速度快,對人體和設備無損傷。利用微生物處理放射性廢物和有毒物質,效率高,二次污染輕,投資少。在軍事醫學領域,運用生物技術可生產出優質的供野戰外科用的人工血。人造骨、人工皮膚和傷口粘合劑等等。

近10多年來,美國、日本、俄羅斯和歐洲的一些國家十分重視生物技術的發展,並積極推進它的軍事應用,其中以美國的研究最為活躍。從1989年開始,美國國防部每年都把它列入國防關鍵技術計劃。為了加強軍事生物技術的研究,美國國防部還成立了國防生物技術指導委員會。美軍對生物技術研究的范圍很廣,現階段主要集中在軍事生物醫學、生物感測器、生物材料、軍事環境的生物處理、生物分子電子技術及仿生學等領域。
參考資料:http://www.biosino.org/news-2001/200102/01020510.htm

③ 大家幫忙想想分子生物學的實驗技術都有哪些

這個簡直太多了。酵母雙雜交 southern northern western DDRT-PCR 差減雜交 扣除雜交 藍白斑篩選 巢氏PCR 抗生素篩選 轉化外源DNA 體外表達 原位雜交 等等其實基因工程技術大部分都是依據分子生物學原理設計出來的。

④ 分子生物學實驗有哪些

包含了生物大分子制備和分析常用技術、蛋白質與核酸的提取與分離、PCR技術、分子雜交與印跡技術、分子克隆技術、外源基因轉移技術、蛋白質表達技術、分子標記技術、分子改造技術、測序及人工合成技術、基因組學技術、蛋白質組學技術、生物晶元技術、生物信息學技術、RNA研究技術等.

⑤ 與分子生物學相關的實驗方法有哪些

與分子生物學相關的實驗方法有哪些

主要包括植物、動物、微生物基因組DNA的提取與鑒定,哺乳動物組織總RNA的提取與鑒定,質粒DNA的提取與鑒定,PCR擴增,分子雜交技術,限制性內切酶消化,分子克隆全過程和基因文庫的構建等實驗項目的原理及步驟。

分子生物學(molecular biology ):從分子水平上研究生命現象物質基礎的學科。研究細胞成分的物理、化學的性質和變化以及這些性質和變化與生命現象的關系,如遺傳信息的傳遞,基因的結構、復制、轉錄、翻譯、表達調控和表達產物的生理功能,以及細胞信號的轉導等。

分子生物學中最基本的技術是蛋白質的表達和純化。首先是編碼目的蛋白的DNA序列被克隆(用PCR技術和限制性內切酶)到作為表達載體的質粒中。隨後構建好的質粒被引入到宿主細胞。編碼序列在質粒上的特殊的啟動子元件的驅動下,被宿主細胞的表達系統所表達。質粒上通常還帶有抗生素抗性標簽以便於質粒篩選。

質粒可以被插入到細菌或動物細胞。外源DNA被引入細菌被稱為轉化,可以通過電穿孔法、微注射法、正吸收和融合來實現;外源DNA被引入真核細胞,如動物細胞,被稱為轉染,轉染技術包括磷酸鈣法、脂質體法和一些有專利權的商用轉染試劑。DNA也可以以病毒或病原菌為載體被帶入宿主細胞;應用這種病毒或病菌的轉染技術於細胞時,用術語來說就是「對細胞進行轉導(transce)」。

多聚酶鏈式反應(PCR)是一項用於體外復制DNA的極為通用的技術。簡而言之,PCR技術可以使單鏈DNA被復制數百萬次,也允許用事先確定好的方式對被復制的DNA序列進行改動。例如,PCR技術可以用於引入限制性酶切位點,或者對特定的DNA鹼基進行突變(改變)。PCR技術還可以用於從cDNA文庫獲得特定的DNA片斷,或者從另一個角度,用於判斷一個cDNA文庫中是否含有特定的DNA片斷。

凝膠電泳是分子生物學最主要的一項技術。其基本原理是:DNA、RNA和蛋白質可以用電場來進行分離。在瓊脂糖凝膠電泳中,DNA和RNA可以被瓊脂糖凝膠按其分子大小進行分離。同樣,蛋白質可以被SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳(SDS-PAGE)按分子量大小分離;此外,蛋白質還可以由於所帶電荷的不同被等電聚焦電泳分離。

⑥ 分子生物學技術都包括哪些技術

分子生物學技術:
PCR、分子克隆、核酸電泳、瓊脂糖凝膠電泳測序、DNA,
RNA
提取、轉化外源DNA、體外轉錄、逆轉錄、cDNA文庫構建、原位雜交、酵母雙雜交、差減雜交、扣除雜交、藍白斑篩選、抗生素篩選
、基因工程技術大部分都是依據分子生物學原理設計出來的。
分子生物學的基本含義
分子生物學是從分子水平研究生命本質為目的的一門新興邊緣學科,它以核酸和蛋白質等生物大分子的結構及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象,是當前生命科學中發展最快並正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域。分子生物學的發展為人類認識生命現象帶來了前所未有的機會,也為人類利用和改造生物創造了極為廣闊的前景。
所謂在分子水平上研究生命的本質主要是指對遺傳、
生殖、生長和發育等生命基本特徵的分子機理的闡明,從而為利用和改造生物奠定理論基礎和提供新的手段。這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內、細胞間通訊過程中發揮著重要作用的蛋白質等生物大分子。這些生物大分子均具有較大的分子量,由簡單的小分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊藏各種信息,並且具有復雜的空間結構以形成精確的相互作用系統,由此構成生物的多樣化和生物個體精確的生長發育和代謝調節控制系統。闡明這些復雜的結構及結構與功能的關系是分子生物學的主要任務。

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