1. 生物工程技術有哪些
生物工程包括五大工程,即遺傳工程(基因工程)、細胞工程、微生物工程(發酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反應器工程。在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為能表達超遠緣性狀的新物種——「工程菌」或「工程細胞株」。後三者的作用則是這一有巨大潛在價值的新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。
2. 現代生物技術及科學研究發展前沿有哪些
第一目「科技戰略的發展」.
一、建立科研機構。1949年成立了中國科學院,逐步建立了由中央各部門、高等院校和地方組成的科學研究體系。二、制定科技發展規劃。1956年1月,毛澤東在最高國務會議上提出:「要在幾十年內,努力改變我國在經濟上和科學文化上的落後狀況,迅速達到世界上的先進水平。」同年,中共中央召開全國知識分子大會,發出了「向科學進軍」的號召。隨後,制定實施了中國科技發展的遠景規劃(即《1956~1967年科學技術發展遠景規劃綱要》)和「十年規劃」(即《1963年至1972年科學技術發展規劃》)。兩個規劃的實現,使我國科學技術有了較全面的發展,為我國科學技術現代化奠定了基礎。第二個階段是「文化大革命」時期,我國的科學技術事業遭受嚴重破壞,但取得了突破性進展。這一階段所取得的科技成就有:第一顆導彈和氫彈爆炸成功,南京長江大橋落成,「東方紅」1號發射成功,雜交水稻育成等。第三個階段是1978年「文革」以後,我國的科技事業進入了一個蓬勃發展的新時期。1978年是我國社會主義建設的一個轉折點,也是我國科技事業發展的一個分水嶺。這一階段,我國科技發展經歷了三個時期:1.1978年3月,中共中央召開了全國科學技術大會,制定了全國科學技術發展規劃綱要。鄧小平肯定了「科學技術是第一生產力」,他指出:「四個現代化,關鍵是科學技術現代化。沒有現代科學技術,就不可能建設現代農業、現代工業、現代國防。沒有科學技術的高速發展,也就不可能有國民經濟的高速發展。」科學技術得到重視,知識分子政策得以落實,我國科技事業迎來了新的春天。2.1985年中共中央作出了《關於科技體制改革的決定》,鄧小平在全國科技工作會議上講話:「經濟體制,科技體制,這兩個方面的改革都是為了解放生產力。新的經濟體制,應該是有利於技術進步的體制。新的科技體制,應該是有利於經濟發展的體制。雙管齊下,長期存在的科技與經濟脫節的問題,有可能得到比較好的解決。」以此為指導,科技體制改革全面展開。3.1995年,黨和政府提出「科教興國」戰略,進一步推動了科技與經濟的結合,科技進步促進了生產力的發展,經濟的發展也推動科技事業進入了一個日新月異的新階段。
第二目「從兩彈一星」到載人航天。
第一,黨和政府作出發展「兩彈一星」戰略決策的時代背景。新中國成立後,美國敵視中國,想要扼殺新生的人民政權;60年代中蘇關系也急劇惡化;美蘇兩個大國的爭霸,導致世界局勢緊張。中國面對非常惡劣的國際環境,為了沖破美蘇兩大國對核技術和空間技術的壟斷,積極發展高新科技,以鞏固國防,維護中國的安全,為社會主義建設創造一個安定的環境。第二,「兩彈一星」計劃的重大成果。中國第一顆原子彈爆炸成功,打破了美國和蘇聯的核壟斷;中國自行設計製造的導彈實驗成功,加強了國防力量;第一枚中國自行研製的火箭發射成功和第一顆人造地球衛星的發射成功,宣告中國進入了航天時代。教師應使學生深刻理解,我國在核科學的發展中,始終堅持維護世界和平,為人類造福的一貫立場。第三,中國在「兩彈一星」之後,不斷向更高的科學高峰攀登,在核科學和空間技術上碩果累累,已躋身於世界先進行列。第四,我國載人航天工程的戰略決策和「神舟」5號飛天的巨大成就。中國已經成為世界上第三個掌握載人航天技術的國家,成為世界航天大國。
第三目「袁隆平與雜交水稻」。現代生物技術發展突飛猛進,屬於現代科技發展的前沿科學,意義重大。袁隆平的雜交水稻,和人類的生活息息相關,其影響和作用尤為重要,是我國高科技發展的代表。
3. 生物工程技術包括哪些具體的內容
生物工程技術包括基因工程、DNA重組技術的物質基礎、DNA重組技術的一般操作步驟、細胞工程。
1、基因工程
基因工程是指在基因水平上,按照人類的需要進行設計,然後按設計方案創建出具有某種新的性狀的生物新品系,並能使之穩定地遺傳給後代。基因工程採用與工程設計十分類似的方法,明顯地既具有理學的特點,同時也具有工程學的特點。
生物學家在了解遺傳密碼是RNA轉錄表達以後,還想從分子的水平去干預生物的遺傳。1973年,美國斯坦福大學的科恩教授,把兩種質粒上不同的抗葯基因"裁剪"下來,"拼接"在同一個質粒中。當這種雜合質粒進入大腸桿菌後,這種大腸桿菌就能抵抗兩種葯物,且其後代都具有雙重抗菌性,科恩的重組實驗拉開了基因工程的大幕。
DNA重組技術是基因工程的核心技術。重組,顧名思義,就是重新組合,即利用供體生物的遺傳物質,或人工合成的基因,經過體外切割後與適當的載體連接起來,形成重組DNA分子,然後將重組DNA分子導入到受體細胞或受體生物構建轉基因生物,該種生物就可以按人類事先設計好的藍圖表現出另外一種生物的某種性狀。
2、DNA重組技術的物質基礎
(1)目的基因
基因工程是一種有預期目的的創造性工作,它的原料就是目的基因;所謂目的基因,是指通過人工方法獲得的符合設計者要求的DNA片段。在適當條件下,目的基因將會以蛋白質的形式表達,從而實現設計者改造生物性狀的目標。
(2)載體
目的基因一般都不能直接進入另一種生物細胞,它需要與特定的載體結合,才能安全地進入到受體細胞中。目前常用的載體有質粒、噬菌體和病毒。
質粒是在大多數細菌和某些真核生物的細胞中發現的一種環狀DNA分子,它位於細胞質中。許多質粒含有在某種環境下可能是必不可少的基因。
噬菌體是專門感染細菌的一類病毒,由蛋白質外殼和中心的核酸組成。在感染細菌時,噬菌體把DNA注入到細菌里,以此DNA為模板,復制DNA分子,並合成蛋白質,最後組裝成新的噬菌體。當細菌死亡破裂後,大量的噬菌體被釋放出來,去感染下一個目標。
質粒、噬菌體和病毒的相似之處在於,它們都能把自己的DNA分子注入到宿主細胞中並保持DNA分子的完整,因而,它們成為運載目的基因的合適載體。因此,基因工程中的載體實質上是一些特殊的DNA分子。
(3)工具酶基因工程需要有一套工具,以便從生物體中分離目的基因,然後選擇適合的載體,將目的基因與載體連接起來。DNA分子很小,其直徑只有20埃(10-10米)。基因工程實際上是一種「超級顯微工程」,對DNA的切割、縫合與轉運,必須有特殊的工具。
1968年,科學家第一次從大腸桿菌中提取出了限制性內切酶。限制性內切酶最大的特點是專一性強,能夠在DNA上識別特定的核苷酸序列,並在特定切點上切割DNA分子。70年代以來,人們已經分離提取了400多種限制性內切酶。有了它,人們就可以隨心所欲地進行DNA分子長鏈切割了。表4-3是一些限制性內切酶的識別位點
1976年,5個實驗室的科學家幾乎同時發現並提取出一種酶,作DNA連接酶。從此,DNA連接酶就成了 「粘合」基因的「分子粘合劑」。
3、DNA重組技術的一般操作步驟
一個典型的DNA重組包括五個步驟:
(1)目的基因的獲取
目前,獲取目的基因的方法主要有三種:反向轉錄法、從細胞基因組直接分離法和人工合成法。
反向轉錄法是利用mRNA反轉錄獲得目的基因的方法。現在用這種方法人們已先後合成了家兔、鴨和人的珠蛋白基因、羽毛角蛋白基因等。
從細胞基因組中直接分離目的基因常用"鳥槍法",因為這種方法猶如用散彈打鳥,所以又稱"散彈槍法"。用"鳥槍法"分離目的基因,具有簡單、方便和經濟等優點。許多病毒和原核生物、一些真核生物的基因,都用這種方法獲得了成功的分離。
化學合成目的基因是20世紀70年代以來發展起來的一項新技術。應用化學合成法,可在短時間內合成目的基因。科學家們已相繼合成了人的生長激素釋放抑制素、胰島素、干擾素等蛋白質的編碼基因。
(2)DNA分子的體外重組
體外重組是把載體與目的基因進行連接。例如,以質粒作為載體時,首先要選擇出合適的限制性內切酶,對目的基因和載體進行切割,再以DNA連接酶使切口兩端的脫氧核苷酸連接。於是目的基因被鑲嵌進質粒DNA,重組形成了一個新的環狀DNA分子(雜種DNA分子)。
(3)DNA重組體的導入
把目的基因裝在載體上後,就需要把它引入到受體細胞中。導入的方式有多種,主要包括轉化、轉導、顯微注射、微粒轟擊和電擊穿孔等方式。轉化和轉導主要適用於細菌一類的原核生物細胞和酵母這樣的低等真核生物細胞,其他方式主要應用於高等動植物的細胞。
(4)受體細胞的篩選
由於DNA重組體的轉化成功率不是太高,因而,需要在眾多的細胞中把成功轉入DNA重組體的細胞挑選出來。應事先找到特定的標志,證明導入是否成功。 例如,我們常用抗生素來證明證明導入的成功。
(5)基因表達
目的基因在成功導入受體細胞後,它所攜帶的遺傳信息必須要通過合成新的蛋白質才能表現出來,從而改變受體細胞的遺傳性狀。目的基因在受體細胞中要表達,需要滿足一些條件。
例如,目的基因是利用受體細胞的核糖體來合成蛋白質,因此目的基因上必須含有能啟動受體細胞核糖體工作的功能片段。
這五個步驟代表了基因工程的一般操作流程。人們掌握基因工程技術的時間並不長,但已經獲得了許多具有實際應用價值的成果。基因工程作為現代生物技術的核心,將在社會生產和實踐中發揮越來越重要的作用。
4、細胞工程
關於細胞工程的定義和范圍還沒有一個統一的說法,一般認為,細胞工程是根據細胞生物學和分子生物學原理,採用細胞培養技術,在細胞水平進行的遺傳操作。細胞工程大體可分染色體工程、細胞質工程和細胞融合工程。
細胞培養技術是細胞工程的基礎技術。所謂細胞培養,就是將生物有機體的某一部分組織取出一小塊,進行培養,使之生長、分裂的技術。細胞培養又叫組織培養。近二十年來細胞生物學的一些重要理論研究的進展,例如細胞全能性的揭示,細胞周期及其調控,癌變機理與細胞衰老的研究,基因表達與調控等,都是與細胞培養技術分不開的。
體外細胞培養中,供給離開整體的動植物細胞所需營養的是培養基,培養基中除了含有豐富的營養物質外,一般還含有刺激細胞生長和發育的一些微量物質。培養基一般有固態和液態兩種,它必須經滅菌處理後才可使用。此外,溫度、光照、振盪頻率等也都是影響培養的重要條件。
(3)生物工程分析有哪些新技術擴展閱讀:
生物工程,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科。
所謂生物工程,一般認為是以生物學(特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,自覺地操縱遺傳物質,定向地改造生物或其功能,短期內創造出具有超遠緣性狀的新物種,再通過合適的生物反應器對這類「工程菌」或「工程細胞株」進行大規模的培養,以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能一門新興技術。
生物工程包括五大工程,即遺傳工程(基因工程)、細胞工程、微生物工程(發酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白質工程。
在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為能表達超遠緣性狀的新物種——「工程菌」或「工程細胞株」。
後三者的作用則是這一有巨大潛在價值的新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。
4. 生物技術有哪些新技術與方法
基因工程,酶工程,細胞培養,動物克隆,大到工廠化的生物發酵。
5. 生物工程技術包括什麼(高中生物)
生物工程技術包括五大工程,即遺傳工程(基因工程)、細胞工程、微生物工程(發酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白質工程。
1、細胞工程是生物工程的一個重要方面。總的來說,它是應用細胞生物學和分子生物學的理論和方法,按照人們的設計藍圖,進行在細胞水平上的遺傳操作及進行大規模的細胞和組織培養。
2、酶工程又稱蛋白質工程學,是指在工業上建立一定的反應器和反應條件,利用酶的催化作用在一定條件下催化化學反應的應用技術。UCE人類所需的產品或服務於其他目的。
3、蛋白質工程就是通過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究,獲得蛋白質的物理化學和分子特性的信息。在此基礎上,有目的地設計和修飾編碼蛋白質的基因,並利用基因工程技術獲得表達蛋白質的基因。
因為生物系統,這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物,甚至是細胞系統。
4、發酵工程,是指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選擇、培養基的制備、滅菌、擴大培養和接種、發酵工藝和產品的分離純化等。
5、基因工程又稱基因拼接技術和DNA重組技術,是以分子遺傳學和現代分子生物學、微生物學方法為基礎的。它根據預先設計好的體外藍圖,從不同基因構建雜交dna分子,然後將其導入活細胞進行修飾。獲得了原始遺傳特性、新品種和新產品。
(5)生物工程分析有哪些新技術擴展閱讀:
生物工程技術的應用領域非常廣泛,包括農業、工業、醫葯、葯理學、能源、環保、冶金、化工原料等。它必將對人類社會的政治、經濟、軍事和生活等方面產生重大影響,為解決世界面臨的資源、環境和人類健康問題提供良好前景。
生物工程技術的主要課程:有機化學、生物化學、化工原理、生化工程、微生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程、細胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術、發酵工程設備等。
6. 現在有哪些生物新技術
現在有哪些生物新技術
生物技術是以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學的,採用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的。
生物技術的主要內容有:基因工程、細胞工程、酶工程(也有稱作蛋白質工程)和發酵工程。所以,也有人將生物技術稱作生物工程。
但是,生物技術和生物工程還是有區別,生物技術和生物工程同屬理科,但是,生物技術更注重於操作和原理,而生物工程更注重於實際操作中的各種參數也就是有較多的工科內容在裡面。
隨著生物技術的發展,現代生物技術正在以上四大基礎工程上穩步發展,最明顯的特點是由以前的研究型向現在的應用性發展。
比如,以前是通過生物技術的手段去研究染色體上某位點基因的功能,而現在,則是在以前的基礎上對這個基因進行改良或者創造新的基因來完善或加強生物的某些功能。
總之,有進步性的特點。
1)更加註重實際應用,實際生產決定研究方向,更多的人把精力放在了優良技術的創造。
2)操作先進化,以往的生物技術往往以酶工程和發酵工程為代表,獲得的都是一些蛋白或者微生物產物,如青黴素的獲得。但是現在更加註重基因工程和細胞工程,從微觀去創新。
3)理論基礎的多樣化,現在學生物技術,不是掌握微生物學、動物學就可以了,還要有更多的如生化、分子生物學的基礎才行。
7. 最近有哪些生物工程的最新進展
生物工程又稱生物技術或生物工藝學。它是在生命科學的最新成就與現代工程技術相結合的基礎上,利用諸如基因重組、細胞融合、固定化酶、固定化細胞和生物反應器等技術,對生物系統加以調控、加工,從而進行物質生產的綜合性科學技術。
從嚴格的意義上說,生物工程的發展歷史很短。分子生物學、分子遺傳學、微生物
學、生物化學、免疫學、細胞生物學和生物反應器等生化工程技術的發展為這門綜合性科學技術的形成提供了基礎。它主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等4個方面,已不同程度地開始在農業上研究、應用。
生物技術在農業的應用是非常的廣泛的,在我們的生活中已經屢見不鮮,現代生物技術主要是基於基因修飾的理論、利用重組DNA技術,包括了發酵工程、遺傳工程、細胞工程、酶工程、組織培養、生物反應器等處理生物性材料和物質的方法,目前已在農牧業、醫葯保健業等方面取得了巨大的成就,而且不斷地、快速地向食品行業滲透和發展。那麼生物技術在食品和農業領域的應用現狀,運用生物技術對農作物品質進行改良,已生產出許多高品質的新品種,除延熟保鮮的果蔬外,還有有益於健康的植物油、增強營養價值的食品、富含抗癌蛋白質的大豆、高營養飼料等都是可以滿足人民。如在作物育種上就利用了孟德爾發現遺傳規律的,但是傳統的常規育種技術利用有性雜交技術進行基因重組,工作效率低且工作量大而繁瑣,目的基因的出現有時不決定於育種者的意志,況且遠緣雜交不親和性,可供選擇基因的局限性一直困擾著育種者,一個有成就的育種者通過艱苦的田間觀察,選擇鑒定,一生中也不見得能育出幾個品種。有了轉基因技術則不同了,轉基因技術不僅打破了生物間的界限,不同種、屬親緣等問題,而且目的基因是可操作的,只要是想得到的,符合人類需求、有益於人類、有益於環境的基因都可以應用到育種中來,育種效率大為提高。目前生物技術在棉花、水稻、玉米、大豆、油菜等農作物中都已經有了轉基因品種。
8. 生物技術有哪些
生物技術包括基因工程、分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、有機化學、無機化學、物理化學、物理學、信息學及計算機科學等多學科技術等等。
生物技術不僅是一門新興的、綜合性的學科,更是一個深受人們依賴與期待的,亟待開發與拓展的領域。現代生物技術研究所涉及的方面非常廣,其發展與創新也是日新月異的。
隨著社會的成熟與發展,生物技術的發展不斷拓展著人們的生活,使人們的需求得到越來越多的滿足,為很多與人們生活切實相關的問題找到解決的方法。生物技術的發展,意味著人類科學各領域技術水平的綜合發展;生物技術的發達程度與安全程度,也意味著人類文明的發達程度。
生物技術的應用(現代):
(1)開發畜牧醫用產品的生物公司越來越多,美國每年用於動物健康的產品市場約40億美元,美國農業部批準的動物用生物製品約100種,主要是防止動物傳染病和常見病的疫苗和治療葯。
(2)生物技術也應用於珍稀野生動物的保護,通過DNA識別來鑒別動物的種類,跟蹤其活動地域等。
(3)海洋生物技術的應用使受過度捕撈而瀕臨滅絕的海洋生物的生存得到發展。同時又給人類從豐富的海洋生物資源匯總發現新葯提供了途徑。例如海螺中的一種毒素是有效的止痛葯,海綿可以用作抗感染等。
(4)生物技術應用於太空發展,可以為宇航員構建長期太空探險所需的生命支持環境。
(5)另外,生物技術也用於人類考古和犯罪調查,通過DNA分析可以研究人類種群的進化史。DNA技術應用於犯罪案件調查可以幫助執法人員確認罪犯。
以上內容參考:網路-生物技術
9. 目前生物科技有哪些先進技術
目前生物科技有什麼最新發展成果
1.我國科學家發現阿爾茨海默症致病的新機制
2006年11月19日,國際著名學術期刊《自然·醫學》網路版在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組關於β澱粉樣蛋白產生過程新機制的最新研究成果。這項成果揭示了阿爾茨海默症致病的新機制,並且提示β2-腎上腺素受體有可能成為研發阿爾茨海默症的治療葯物的新靶點。
2.我國抗糖尿病新葯研究取得開創性進展
中科院上海葯物所科學家2006年在非肽類小分子胰高血糖素樣肽-1受體激動劑的研究領域取得了重要進展,相關成果於2007年元月第一周發表在國際權威科學期刊《美國科學院院刊(PNAS)》網路版上。美國科學院院刊編輯部在向媒體的書面新聞發布中指出,這類口服有效的非肽類小分子激動劑有可能成為糖尿病、肥胖症和其他相關代謝性疾病的一種新型療法。
3.揭示果蠅記憶奧秘,探索記憶的神經生物學基礎
中科院生物物理研究所研究組關於果蠅的最新研究成果,揭示了果蠅的腦中並不存在一個通用的記憶中心,而是不同感覺記憶儲藏在不同的區域里,並且像人類能記住圖像的高度、大小、顏色等不同參數一樣,果蠅的圖像記憶也有對應的不同參數。通過對果蠅記憶基因的研究,可進一步運用到小白鼠、哺乳動物甚至人類身上,從而解決人類失眠、老年痴獃等精神性疾病。
4.飲用水質安全風險的末端控制技術與應用
為及時評價水質狀況及應對突發事件,中科院生態環境研究中心和中科院廣州地球化學研究所合作開發出適合末端水質監控的生物在線監測與預警技術,建立並完善生物毒性測試方法,在分子、細胞水平上形成一套適用於水質評估的技術體系。研究中開發的關鍵技術擁有自主知識產權,共產生發明專利22項,發表論文61 篇,其中SCI收錄論文23篇。
5.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說,將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術,幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機,把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術,現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝,但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說,他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像,然後把它們變成微弱的電信號,輸送到一個接收器後,在通過電極,刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號,讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小,但擁有多達60個電極,使解像度更高。而且面積只有一平方毫米,植入手術也更容易。