① 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。
(1)生物工程專業中哪些方面和化學有關擴展閱讀:
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。
② 生物工程專業平時都學哪些專業課
生物工程專業主要學習生物科學基本知識和較系統的生物工程原理,課程分為通識類課程,生物類課程,化學類課程,工程技術類課程。
根據年級劃分,大一除了數學英語等通識類課程外,主要學無機化學、有機化學、工程制圖、物理,有實驗課和理論課,理論課主要學習教材知識點,無機化學實驗是酸鹼滴定,用滴定管測待測物的濃度;有機化學實驗是制備各種有機物,比如茶葉提取咖啡因;物理實驗是光學、電學實驗。
大四課程相對較少,主要是一些綜合性實驗,一般集中上幾天或者幾周。比如微生物學綜合實驗,發酵工程綜合實驗等等。大部分都是技能性強,主要學習實際操作。
上面說的主要是必修課,還有一類課程是專業推薦選修課,可以在大二大三自由選課,完成規定學分即可,這些課程也是偏應用方向,比如生物技術制葯、發酵工廠設計,當然這些選修課的設置也會因學校而異。
③ 生物工程能算是化學相關專業嗎學過,生物化學,無機及分析化學,物理化學,化工原理,有機化學
可以算作化學相關專業。生物工程是生物學、化學和工程學等幾個學科的交叉學科。
④ 生物工程專業主要學哪些課程
本科期間生物工程專業的同學涉及的專業課還是很多的,畢竟現在不管想學好什麼專業,都需要對其他一些專業有所了解。具體哪個學期學哪門課程確實有些記不清了,所以就按照印象把學過的課程歸為幾類吧,如果確實對課程安排有詳細了解的需求,可以去你想要報考學校或者說你的學校官網里查閱一下,因為每個學校相同專業設置的課程也會有所出入,只能說是根據我所了解的現狀進行回答,這一點應該還是可以理解滴吧。
第一類:通用類
這個是我自己命名的,哈哈。意思就是不管你學什麼專業,基本都有這些課程。主要包括英語課、體育課、計算機課、高等數學、線性代數、軍事理論課、馬克思主義哲學原理(政治類課程名字記不清了,總之還有其他思政課)。
其中高等數學課會根據專業區分課程難度,像我有的同學只需要修一學期的高等數學課,但生物工程專業修了兩學期,另外不是所有專業同學都需要修線性代數。英語課程應該也是有些不一樣的,選修課程可以根據自己興趣來。
總之就是很多生物類分支課程可供選擇。另外,有些學校為了提升學生整體素質,還開設其他選修課,如果你是想讀這個專業的話,可以進一步了解一下。
⑤ 化學與生物工程專業的關系大么
很大。基礎課就有無機化學有機化學物理化學,專業課有重中之重的生物化學,化學不好可不行。
⑥ 大學學生物工程專業是不是也要學化學
大學生物工程專業需要學習化學。
主幹學科:生物學、化學、化學工程與技術。
主要課程:有機化學、生物化學、微生物學、化工原理、生化工程、生物工藝學、發酵設備。
主要實踐性教學環節:軍訓、生產實習、化工原理課程設計、工藝實驗、專業課程設計、畢業實習、畢業作業等,共安排35周左右。
(6)生物工程專業中哪些方面和化學有關擴展閱讀:
一、生物工程專業的設置背景
生物工程專業培養德智體美全面發展,適應市場經濟體制和改革開放需要,掌握現代生物工程技術及其產業化科學原理、工藝過程和工程設計等基本理論,基本技能,能在保健品、制葯等領域從事生產、產品技術研究開發、質量檢測和企業管理的高級應用型技術人才。
二、生物工程專業的培養要求
生物工程專業通過學習生物技術及其產業化的科學原理、工藝技術過程和工程設計等基礎理論,掌握生物技術與工程領域的生產管理和新技術的研究、新產品開發的基本技能。
三、生物工程專業的知識技能
1、具有較扎實的自然科學基礎,較好的人文社會科學基礎和外語語言綜合能力;
2、掌握生物化學、化工原理、物理化學、化學工程、生化工程的基本知識理論;
3、掌握生物技術及其產業化的科學原理等基礎知識;
4、掌握生物工程的相關法律法規;
5、掌握相關領域的知識;
6、掌握一門必要的外語能力,能夠讀一些外文。
四、生物工程專業的主幹課程
高等數學、線性代數、無機化學與化學分析、植物組織培養技術、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、蛋白質工程、微生物工程、生物工程下游技術、發酵工程設備、概率論與數理統計、動物生理學、生態學等。
⑦ 生物工程專業與化學有好大關連嗎
有些關聯。
主要課程,不同院校不一樣,不過化學學號有必要。
高等數學、線性代數、無機化學與化學分析、植物組織培養技術、有機化學、生物化學、化工原理、物理化學、化學工程、生化工程、生物分離工程、微生物學、細胞生物學、遺傳學、胚胎工程、分子生物學、基因工程、細胞工程、蛋白質工程、微生物工程、生物工程下游技術、發酵工程設備、概率論與數理統計、生物統計學、免疫學、動物生理學、生態學、生物葯劑學及葯物動力學、生物制葯工程、生物分離工程、葯物分析、儀器分析等。
⑧ 與化學生物有關的專業有哪些
化學有關的專業有:環境科學、環境工程學、應用化學、化學生物學、分子科學與工程、生物化學與分子生物學、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、化學工程與工藝、制葯工程、化工與制葯、食品工程、紡織工程、印染工程、皮革工程、采礦工程、冶金工程、無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、結構化學、材料化學、高分子化學等
⑨ 生物工程用的化學知識主要是哪些方面,難的又是那一些呢
本專業培養具備扎實的生物技術和葯學基礎理論、基本知識, 熟練掌握現代生物技術和制葯技術的常用實驗流程,初步了解生物技術制葯企業生產和銷售環節的流程,能夠勝任現代生物技術實驗室和生物技術制葯企業崗位基本要求的德、智、體、美全面發展的生物人才。主要課程:生物化學、微生物及免疫學、葯理學、天然葯物化學、發酵工程工藝、葯物制劑技術、生物葯物分析與檢測技術、制葯設備和分離純化技術、動物組織培養和生物製品技術、生物制葯工藝、葯事管理。
⑩ 生物工程要學那些
生物工程專業旨在培養具有扎實的現代生命科學理論基礎和熟練的操作技能與工程基礎知識、掌握計算機以及外語的高級專業人才。研究方向為生物大分子的結構與功能、基因分子生物學、人類與動物分子遺傳學、微生物代謝與調控以及植物基因工程等。
該專業主要學習與基因工程、蛋白質工程等相關的基礎理論和操作技能。主要課程有:普通生物學、生物化學、神經生物學、微生物學、微生物原理、基因工程原理與方法、細胞工程、生化工程、酶與酶工程、發酵工程、計算機在生命科學中的應用、生命科學信息與情報、生命科學基礎講座等。
生物技術是培養在生物科技領域從事科學研究、教學和應用開發工作的高水平人才的專門系科。生物技術專業主要包括生物晶元技術、微生物發酵工程、藻類技術、細胞工程及酶工程和生態環境工程。
為使學生適應未來生物科技發展的需要,培養學生不僅注重生物學知識的學習和實驗技術的訓練,而且重視學生在數、理、化、計算機等方面的培養和訓練,還需學習無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、普通生物學、生物化學、細胞生物學、微生物學、遺傳學、分子生物學、動物生理學、生物物理學及電工與電子技術、計算機軟硬體技術基礎課程。另有神經生物學、發育生物學、免疫學和生物工程學等一系列課程可選修。