Ⅰ 现代生物技术及科学研究发展前沿有哪些
第一目“科技战略的发展”.
一、建立科研机构。1949年成立了中国科学院,逐步建立了由中央各部门、高等院校和地方组成的科学研究体系。二、制定科技发展规划。1956年1月,毛泽东在最高国务会议上提出:“要在几十年内,努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况,迅速达到世界上的先进水平。”同年,中共中央召开全国知识分子大会,发出了“向科学进军”的号召。随后,制定实施了中国科技发展的远景规划(即《1956~1967年科学技术发展远景规划纲要》)和“十年规划”(即《1963年至1972年科学技术发展规划》)。两个规划的实现,使我国科学技术有了较全面的发展,为我国科学技术现代化奠定了基础。第二个阶段是“文化大革命”时期,我国的科学技术事业遭受严重破坏,但取得了突破性进展。这一阶段所取得的科技成就有:第一颗导弹和氢弹爆炸成功,南京长江大桥落成,“东方红”1号发射成功,杂交水稻育成等。第三个阶段是1978年“文革”以后,我国的科技事业进入了一个蓬勃发展的新时期。1978年是我国社会主义建设的一个转折点,也是我国科技事业发展的一个分水岭。这一阶段,我国科技发展经历了三个时期:1.1978年3月,中共中央召开了全国科学技术大会,制定了全国科学技术发展规划纲要。邓小平肯定了“科学技术是第一生产力”,他指出:“四个现代化,关键是科学技术现代化。没有现代科学技术,就不可能建设现代农业、现代工业、现代国防。没有科学技术的高速发展,也就不可能有国民经济的高速发展。”科学技术得到重视,知识分子政策得以落实,我国科技事业迎来了新的春天。2.1985年中共中央作出了《关于科技体制改革的决定》,邓小平在全国科技工作会议上讲话:“经济体制,科技体制,这两个方面的改革都是为了解放生产力。新的经济体制,应该是有利于技术进步的体制。新的科技体制,应该是有利于经济发展的体制。双管齐下,长期存在的科技与经济脱节的问题,有可能得到比较好的解决。”以此为指导,科技体制改革全面展开。3.1995年,党和政府提出“科教兴国”战略,进一步推动了科技与经济的结合,科技进步促进了生产力的发展,经济的发展也推动科技事业进入了一个日新月异的新阶段。
第二目“从两弹一星”到载人航天。
第一,党和政府作出发展“两弹一星”战略决策的时代背景。新中国成立后,美国敌视中国,想要扼杀新生的人民政权;60年代中苏关系也急剧恶化;美苏两个大国的争霸,导致世界局势紧张。中国面对非常恶劣的国际环境,为了冲破美苏两大国对核技术和空间技术的垄断,积极发展高新科技,以巩固国防,维护中国的安全,为社会主义建设创造一个安定的环境。第二,“两弹一星”计划的重大成果。中国第一颗原子弹爆炸成功,打破了美国和苏联的核垄断;中国自行设计制造的导弹实验成功,加强了国防力量;第一枚中国自行研制的火箭发射成功和第一颗人造地球卫星的发射成功,宣告中国进入了航天时代。教师应使学生深刻理解,我国在核科学的发展中,始终坚持维护世界和平,为人类造福的一贯立场。第三,中国在“两弹一星”之后,不断向更高的科学高峰攀登,在核科学和空间技术上硕果累累,已跻身于世界先进行列。第四,我国载人航天工程的战略决策和“神舟”5号飞天的巨大成就。中国已经成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家,成为世界航天大国。
第三目“袁隆平与杂交水稻”。现代生物技术发展突飞猛进,属于现代科技发展的前沿科学,意义重大。袁隆平的杂交水稻,和人类的生活息息相关,其影响和作用尤为重要,是我国高科技发展的代表。
Ⅱ 生物科学技术在哪些方面已经或将要取得突破性进展要详细资料
n20世纪是生物科学发展史上最为辉煌的时代,特别是20世纪50年代以来,随着数理科学的广泛而深刻地渗人到生物科学领域以及一些先进的仪器设备和研究技术的问世,生物科学已进入从分子水平研究生命活动过程及其规律以及生命体与环境相互作用规律的生命科学的新时代。由于应用先进技术,生命科学在微观和宏观两方面都取得了丰硕的成果:特别是生命科学的理论成就为自然科学的发展作出了巨大的贡献。遗传物质DNA双螺旋结构的阐明被认为是20世纪自然科学的重大突破之一。由于生命科学的进步向数学、物理学、化学以及技术科学提出了许多新问题、新概念和新的研究领域,生命科学已成为ZI世纪的主流科学之一。,“人类基因组计划”的实施和深入发展,将有可能从更深层次上了解人体生长、发育、正常生理活动以及各种疾病的病因和发病机理,并为医学提供防治策略、途径和方法。“水稻基因组计划”的顺利开展,对ZI世纪农业的发展,解决粮食问题,将产生巨大的影响。当今人类面临的人口、食品、健康、环境、资源等重大问题都同生命科学有密切关系。由此看出,科学的目的在于认识世界,技术的目的在于利用、改造和保护自然,造福人类。生命科学要为人类造福转化为生产力,必然与技术相结合,才能在生产上发挥巨大作用。于是在20世纪70年代,随着生命科学理论的不断发展,与丁程技术相结合,开辟了生物技术(也叫生物工程)新领域。例如,通过基因重组技术,PCR技术、DNA和蛋白质序列分析技术、分子杂交技术、细胞和组织培养技术、细胞融合技术、核移植技术,等等,促进了基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、染色体工程、组织工程、胚胎工程等生物工程的诞生与发展,已在工业、农业、医疗卫生和环境保护等方面得到了广泛应用,并取得了突破性进展 从当今世界生物技术的发展来看,研究成果层出不穷、日新月异,其产业化的势头强劲,国际间的竞争日趋激烈。在 20世纪 70年代,生命科学领域取得了两项对人类生活和经济活动具有深刻影响的技术突破:一个是重组DNA技术,另一个是淋巴细胞杂交瘤技术。这两项革命性技术的出现,带动了生物技术的迅猛发展,初步形成了一个全新的现代生物技术群及新兴产业。所谓现代生物技术,是指人们利用生物体及其亚细胞结构和分子,研究、设计和制造新产品,或预期性地改变生物的特性乃至创造新的物种或品种,使之获得人们所期望的品质 它是一门以应用为主的综合性技术体系。在 20世纪 90年代,克隆羊多莉的诞生,体细胞克隆技术的重大突破,以及DNA扩增PCR技术的问世又进一步推动了生物技术革命性的发展。生物技术革命是20世纪末科技领域的重大事件,是蒸汽机和电能应用以来世界近代史上的又一个里程碑,也是世界新技术革命的重要组成部分。现代生物技术已经成为人类认识和改造自然界,克服自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害。能源和资源匾乏、生态平衡破坏及生物物种消亡等一系列重大问题的可靠手段和工具。我国在ZI世纪也将面临着人日、资源和环境等一系列问题的严重挑战。加强生物技术的发展,有利于解决粮食等涉及国家经济安全的重大问题;有利于改善广大群众的健康状况,提高生活质量;有利于促进那些高污染、高耗能的传统产业改造和产业升级;有利于带动有效需求,产生新的经济增长点。发展生物技术将是对世纪我国实施可持续发展战略的重要手段,必将带动和促进国民经济的快速发展。正如信息技术支持着今天蓬勃发展的经济一样,生物技术也将成为经济发展的重要推动力。现代生物技术研究和产业将会成为21世纪重要的高 人类活动对生物的影响 自从人类出现在地球上,生物就经受着人类活动的影响,并且这种影响在不断地扩大和加深。迄今为止,已经很难在地球上找到一块未经人类影响的生物地段。人类活动对生物的影响有直接的,也有间接的。直接的影响,通常表现为移植、增加某些动物、植物种,或减少、消灭某些动物、植物种;间接的影响,通常表现在人类对自然环境的改变上。二者都会在不同程度上改变生物群落的本来面貌。 直接影响 n类为了食用动物、植物,开垦土地,栽培作物,往往破坏大片的森林或草原。地球上现有森林面积大约为28亿公顷,仅占世界陆地面积的1/5,而在几百年前,森林面积则不少于72亿公顷。人类活动对动物群的直接影响,主要表现为捕杀。过度地猎杀动物,造成动物种类、数量不断减少,致使动物种群濒临灭绝。美洲野牛、大麝牛、欧洲野牛等已到绝种的边缘。澳大利亚的有袋类、单孔类其数量已十分有限,我国的高鼻羚羊也面临危机。无脊椎动物,情况比较复杂,一些有害的种类,至今未能消灭,而一些有益的种类,如某些经济软体动物、甲壳动物,近年也近乎灭绝。人类活动直接影响表现的另一方面,是增加、移植某些动物、植物种群。人类直接把栽培植物从一处迁移到另一处,建造栽培植物群落,如农田、果园、菜园、各种人工林等。通过引种、培育,创造了大量品种,并且扩大了植物分布区。人类在改变原始植被时,常常为外来的有害植物的扩散铺平道路。自然界有一类所谓“伴人植物”,如加拿大飞蓬,大约1644年由美洲输入法国公园,现在它不但成为整个欧洲顽强的杂草,而且在我国也到处可见。欧、亚洲常见的杂草灰菜、车前草、猪毛菜等伴人植物,在北美洲的分布也极为普遍。人们为了风土驯化某些动物,或者为了与有害动物作斗争,常常从外地引进一些当地原来没有的动物。原产于南美洲的海狸鼠和原产于北美洲的浣熊,都被带到北欧定居。为了与毒蛇作斗争,人们把印度獴引入安的列斯群岛。1840年输入澳大利亚16只英国穴兔,跑到野外后急剧地繁殖起来,并造成严重的灾害。这些情况,都在不同程度上改变了原来动物群的状况。 间接影响 要表现在人类对自然环境的改变和环境污染方面。人类自觉或不自觉的活动,有时会破坏植被,使地面、山坡变成荒山秃岭,以致改变了气候、土壤,造成水土流失,引起荒漠化。巴尔干半岛上的山地,原来生长着大片森林,由于从罗马帝国时代就开始砍伐、放牧,至今几乎成为一片荒地。公元4世纪以前,美国东部约有170万平方公里的大片森林,西部是无垠的大草原。到18世纪,由于人类的经济活动,东部森林几乎被砍光(现仅存7.6万平方公里),中西部被开垦为农田,其他地区也由于过度放牧,自然植被遭到严重破坏。我国黄河中游的黄土高原,历史上是一片茂密的森林草原。从13世纪起,经过几百年封建王朝掠夺式的开发,使森林面积大大缩减,丰茂的草原毁坏殆尽,该地区成了一片荒山秃岭,水土流失十分严重。再要恢复黄土高原的森林草原面貌,目前已十分困难。我国东北长白山二道白河屯附近,1962年是一片原始的针阔混交林,当时仅有居民100多户、500多人口。18年以后,那里已成为一个拥有5万多人口的村镇和林业工区。1980年在18公里长的统计线上,对附近森林和4种不同生境的鸟类进行对比调查(与1962年比)表明,人类开发活动,使附近林区的鸟类种类、数量明显减少。人类开发后的地区,鸟类常见种减少,优势种增加,即鸟类的个体数相对集中在少数几个种类上,并且与森林有联系的鸟类灰脚柳莺、黄腰柳莺、白腹蓝鹟、四声杜鹃等明显减少;与居民点有联系的鸟类麻雀、燕子等明显增加。人类活动对动物、植物的间接影响,还表现在环境污染方面。煤烟中二氧化硫与硫化氢的含量达0.5~5%,对植物有很大危害。二氧化硫进入植物的叶肉组织,与酶中的铁素结合,破坏叶绿素,引起组织脱水,使叶出现褐色斑,甚至脱落。1%浓度的二氧化硫可使菠菜在3小时内发生严重伤害。某些工厂放出的氯和氯化氢,氟和氟化氢,其毒性比二氧化硫还大,植物中毒后,叶片变成枯黄而致死。土壤和水源污染后,有的作物、果树因此发育不良,甚至成片死亡。污染物进入产品中,直接危害人体健康。早在50年代初期,鸟类学家就注意到有些鸟类鹰、鹗、隼、鹈鹕等数量不知何故愈来愈少。后来发现是DDT干扰了鸟类的生殖过程,它使雌鸟的内分泌失调,以致缺乏钙质,难以形容. 意义 人类活动,无论是直接的或是间接的,都给予生物以巨大的影响。随着人口的增长,尤其是由于人类活动造成的环境污染和环境破坏,对动物和植物来说,是一种大规模的毁灭性灾难。现在愈来愈多的国家都大力提倡保护环境,建立自然保护区,以保存和繁荣珍稀动物、植物种及其生存环境。
Ⅲ 现代生物技术是怎样发展的
20世纪50年代,阿尔伯(Arber)的实验室发现大肠杆菌能够限制侵染的噬菌体,60年代末证明大肠杆菌细胞内存在修饰—限制系统,即给宿主自身DNA打上甲基化标记并切割入侵的噬菌体DNA;1970年史密斯(Smith)等人从流感嗜血杆菌(emphasisrole=)中分离出特异切割DNA的限制酶;翌年,内森斯(Nathans)等人用该酶切割猴病毒SV40DNA,最先绘制出DNA的限制图谱(restrictionmap)。
现代生物技术就是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。
1972年美国Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV40DNA、噬菌体基因以及大肠杆菌半乳糖操纵子在体外重组获得成功;翌年,美国斯坦福大学的科恩(Cohen)和博耶(Boyer)等人在体外构建出含有四环素和链霉素两个抗性基因的重组质粒分子,将之导入大肠杆菌后,该重组质粒得以稳定复制,并赋予受体细胞相应的抗生素抗性,由此宣告了基因工程的诞生;1973年史密斯和内森斯提出修饰—限制酶的命名法;限制性核酸内切酶可用以在特定位点切割DNA,限制酶的发现使分离基因成为可能。
为表彰上述科学家在发现和使用限制酶中的功绩,1978年的诺贝尔医学奖被授予阿尔伯、内森斯和史密斯;1975年桑格(Sanger)实验室建立了酶法快速测定DNA序列的技术;1977年吉尔伯特(Gilbert)实验室又建立了化学测定DNA序列的技术。
分子克隆和测序方法的建立,使重组DNA技术系统得以产生。
1980年诺贝尔化学奖被授予伯格、吉尔伯特和桑格,以肯定他们在发展DNA重组与测序技术中的贡献;1977年,日本的Tfahura及其同事首次在大肠杆菌中克隆并表达了人的生长激素释放抑制素基因。
几个月后,美国的Ullvich随即克隆表达了人的胰岛素基因。1978年,美国Genentech公司开发出利用重组大肠杆菌合成人胰岛素的先进生产工艺,从而揭开了基因工程产业化的序幕;1982年,美国科学家将大鼠的生长激素基因转入小鼠体内,培育出具有大鼠雄健体魄的转基因小鼠及其子代;1983年利用携带有细菌新霉素抗性基因的重组Ti质粒转化植物细胞,首例转基因番茄、烟草培育成功,开创了采用基因工程手段改良农作物品种的先河;1990年春,美国国立卫生研究院(NIH)和能源部(DOE)联合发表了美国人类基因组计划,1990年10月1日正式启动,耗资30亿美元;1994年转基因番茄在美国上市,货架期比普通番茄延长了两个月,取得了巨大的经济效益,轰动一时。转基因技术的可贵之处在于能够打破物种之间的界限,可以按照人们的意愿来设计和创造具有经济价值的农作物新品种,这是传统方法不可能做到的。1997年英国爱丁保罗斯林研究所的有关科学家宣布,应用转基因技术首次育成克隆羊“多莉”,引起世界轰动,首次证明动物细胞也具有全能性;2000年6月26日,美国总统克林顿在白宫举行了记者招待会,郑重宣布:经过上千名科学家的共同努力,被比喻为生命天书的人类基因组草图已经基本完成,人类终于能够解读生命的天书。
Ⅳ 生物科学有哪些新进展
生物学家通常采用观察和实验的方法研究生命现象。
科学家从很多方面研究生物,因此产生很多研究领域。例如:
原子和分子方向:分子生物学、生物化学、结构生物学。
细胞方向:细胞生物学、微生物学、病毒学。
多细胞方向:生理学、发育生物学、组织学。
宏观方向:生态学、演化生物学。
美国马萨诸塞州综合医院的研究人员成功地制造出了全世界首个活的“细胞激光器”——他们利用表达了绿色荧光蛋白(GFP)的肾脏细胞制造出了一种纳秒级的激光脉冲,用单个活细胞作为增益介质产生了激光.首先,将其植入活的动物体内,将大大提高透视扫描的精确度,医生将也能借助这种体内激光而不是体外扫描来判断癌症病灶的情况;
其次,由于不同细胞结构产生的激光在光学性质上有差异,可以通过分析最后得到的光来研究细胞和机体组织;
再次,目前医学上有一种光动力疗法,可把对光敏感的药物送到要医治的机体部位,然后用光照来激发药效,最新研制出的这种“细胞激光器”也许可以增进这种疗法
2011年5月,在《血液》上刊发的论文显示:一名白血病患者在进行骨髓移植后,竟意外地治愈了艾滋病,这被称为世界上首例艾滋病“痊愈”患者。2011年11月30日,《自然》杂志刊登美国加州理工学院大卫·巴尔的摩教授的研究论文:小鼠一次性肌肉注射含有抗体基因的病毒载体后,便可对HIV病毒长期免疫。通过使用一种经过改造的腺病毒,可以在实验鼠肌肉细胞的基因序列中加入一段代码,使得肌肉细胞能够生成和分泌一些抗体。这些抗体具有帮助机体抑制艾滋病病毒的作用,最初是在一些对艾滋病有抵抗力的患者体内分离得到的。
“抗逆转录病毒药物治疗可以同时预防HIV”列《Science》杂志”世界十大科技进展”第一位,这项研究由美国北卡州立大学的研究人员完成。
艾滋病病毒(HIV)感染者如果在患病初期就接受抗逆转录病毒药(ARVs)治疗,那么其将病毒传染给异性伴侣的几率减少96%。该研究结果结束了长期以来人们存在的关于抗逆转录病毒药物的早期治疗是否同时具有治疗艾滋病患者和减少HIV传播双重功效的争论。
将药物递送入大脑细胞内一直是医生治疗脑神经疾病时面临的重大挑战。目前,治疗脑神经疾病面临的挑战之一是找到让药物突破血脑屏障的方法。血脑屏障是介于血液和脑组织之间的屏障结构,其对血液中的物质进入大脑具有选择性通透的作用,然而,血脑屏障也将药物阻挡在外,成为科学家治疗脑神经疾病时的障碍。
在最新研究中,牛津大学的科学家使用实验鼠体内的运载蛋白——外来体将药物直接递送到了实验鼠的大脑细胞内,突破了这道屏障。最近,英国科学家研发出了一种能将药物直接递送入大脑细胞内的方法,攻克了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎缩症的重大障碍。
日本庆应大学一个研究小组最新报告说,他们利用两名健康百岁老寿星死后的皮肤细胞,成功培育出诱导多功能干细胞(iPS细胞)。皮肤细胞在人死后大约两天内依然“存活”,庆应大学教授铃木则宏等人征得家属的同意后,从两名105岁以上的“健康长寿”死者身上分别采集了皮肤细胞,并且培育出了没有疾病性质的正常的iPS细胞,而且使其分化成神经细胞。
由于样本采集自没有重病、极其健康的高寿老人遗体,用它们作为比照对象,有望帮助阿尔茨海默氏症等疾病的早期诊断,或帮助医学人员开发出相关疾病的早期预防药物。
Ⅳ 生物动物基因工程 目前研究重点、方向、及最新成果
基因工程的应用
基因工程已经成为生物科学中不可或缺的一部分.也是最令人类充满无限遐想的一门科学.自从解开人类基因组后,长生不老等就古老的传说又再度流行起来.尽管现在的基因技术还不能做到让你真的长生不老,但是基因疗法等技术的出现已经让人们看到了基因工程的生命力.本文从环境保护,军事等方面浅谈了基因工程的应用.</P>
目前世界许多国家将生物技术,信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术,而生物技术可以分为传统生物技术,工业生物发酵技术和现代生物技术。
现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工程技术是现代生物技术的核心技术。基因工程的核心技术是DNA的重组技术,也就是基因克隆技术。既然基因工程这么重要,那么什么是基因工程呢?
基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖。根据这个概念,人们可以从一个生物的基因中提取有用的基因片断,植入到另外一个生物体内,从而使该生物获得某些新的遗传性状。从而获得所需要的新的生物的变种.运用基因工程可以加快生物的变异,并使生物的变异朝着有益于人类的方向发展.而且,基因工程是处在分子水平上的操作,因而可以跨越不同的物种进行操作.大大改善了传统的只能同类生物杂交并且不能控制变异方向的方法.例如,传统的水稻培养方法是让很多不同的水稻杂交,然后将种子都培养成水稻,再从中选择优良的品种.但是这种方法不仅工作量大,而且效果也不是很好.根据DNA重组原理,有些隐性性状大约只有1/4的概率能表达出来.这样就做了大量的无用功.但是利用基因工程,我们只需要从不同的水稻中提取所需要表达出来的性状的核苷酸组合,将其移植到另外的水稻上,就可以表达出来.这样做,大大节省了工程的周期,也提高了基因性状表现的精确度.另外,不同种的生物一般是不能交配的.例如鱼和牛,就不能进行交配而生出下一代.但是利用基因工程,我们可以把鱼的某些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到鱼的受精卵上,加以培养,就可以产生既有牛的性状又有鱼的性状的新的物种.虽然基因工程有这么多的好处,但是也不是说可以滥用的.因为每种生物经过适者生存的自然选择,都能适应所处的生存环境.如果移植了外来的基因,可能会打破其体内的细胞的平衡,从而导致细胞的快速衰老甚至死亡.可见,基因工程要正确处理好细胞的相容性.</P>
那么,基因工程都有那些应用呢?
一:在生产领域,人们可以利用基因技术,生产转基因食品.例如,科学家可以把某种肉猪体内控制肉的生长的基因植入鸡体内,从而让鸡也获得快速增肥的能力.但是,转基因因为有高科技含量, 怕吃了转基因食品中的外源基因后会改变人的遗传性状,比如吃了转基因猪肉会变得好动,喝了转基因牛奶后易患恋乳症等等。华中农业大学的张启发院士认为:“转基因技术为作物改良提供了新手段,同时也带来了潜在的风险。基因技术本身能够进行精确的分析和评估,从而有效地规避风险。对转基因技术的风险评估应以传统技术为参照。科学规范的管理可为转基因技术的利用提供安全保障。生命科学基础知识的科普和公众教育十分重要。<BR>”<BR>
二:军事上的应用.生物武器已经使用了很长的时间.细菌,毒气都令人为之色变.但是,现在传说中的基因武器却更加令人胆寒.基因武器只对具有某种基因的人(例如某一种族)有杀伤力,而对其他种族的人毫无影响.这种武器的使用无疑会使遭受基因武器袭击的种族面临灭顶之灾.</P>
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三: 环境保护上,也可以应用基因武器.我们可以针对一些破坏生态平衡的动植物,研制出专门的基因药物,既能高效的杀死它们,又不会对其他生物造成影响.还能节省成本.例如一直危害我国淡水区域的水葫芦,如果有一种基因产品能够高校杀灭的话,那每年就可以节省几十亿了.</P>
<P>科学是一把双刃剑.基因工程也不例外.我们要发挥基因工程中能造福人类的部分,抑止它的害处.
四,医疗方面
随着人类对基因研究的不断深入,发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因,而且还能掌握如何进行对基因诊断、修复、治疗和预防,这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。<BR> 所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法,将正常的基因转如病患者的细胞中,以取代病变基因,从而表达所缺乏的产物,或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径,达到治疗某些遗传病的目的。目前,已发现的遗传病有6500多种,其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此,遗传病是基因治疗的主要对象。<BR> 第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时,两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年,我国首例B型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。<BR>
基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DNA用改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表达。这一成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位,以取代传统的接种疫苗,并用基因枪技术来治疗遗传病。<BR>
目前,科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话,就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病,以防止出生患遗传病症的新生儿,从而从根本上提高后代的健康水平。</P>
五,基因工程药物研究</STRONG></P>
<P> 基因工程药物,是重组DNA的表达产物。广义的说,凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的,都可以成为基因工程药物。在这方面的研究具有十分诱人的前景。<BR>
基因工程药物研究的开发重点是从蛋白质类药物,如胰岛素、人生长激素、促红细胞生成素等的分子蛋白质,转移到寻找较小分子蛋白质药物。这是因为蛋白质的分子一般都比较大,不容易穿过细胞膜,因而影响其药理作用的发挥,而小分子药物在这方面就具有明显的优越性。另一方面对疾病的治疗思路也开阔了,从单纯的用药发展到用基因工程技术或基因本身作为治疗手段。<BR>
现在,还有一个需要引起大家注意的问题,就是许多过去被征服的传染病,由于细菌产生了耐药性,又卷土重来。其中最值得引起注意的是结核病。据世界卫生组织报道,现已出现全球肺结核病危机。本来即将被消灭的结核病又死灰复燃,而且出现了多种耐药结核病。据统计,全世界现有17.22亿人感染了结核病菌,每年有<BR>900万新结核病人,约300万人死于结核病,相当于每10秒钟就有一人死于结核病。科学家还指出,在今后的一段时间里,会有数以百计的感染细菌性疾病的人将无药可治,同时病毒性疾病日益曾多,防不胜防。不过与此同时,科学家们也探索了对付的办法,他们在人体、昆虫和植物种子中找到一些小分子的抗微生物多肽,它们的分子量小于4000,仅有30多个氨基酸,具有强烈的广普杀伤病原微生物的活力,对细菌、病菌、真菌等病原微生物能产生较强的杀伤作用,有可能成为新一代的“超级抗生素”。除了用它来开发新的抗生素外,这类小分子多肽还可以在农业上用于培育抗病作物的新品种。</P>
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六,加快农作物新品种的培育</STRONG></P>
<P> 科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大进展,一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显着特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合到一起。 <BR>
本世纪五、六十年代,由于杂交品种推广、化肥使用量增加以及灌溉面积的扩大,农作物产量成倍提高,这就是大家所说的“绿色革命”。但一些研究人员认为,这些方法目前已很难再使农作物产量有进一步的大幅度提高。<BR>
基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如,基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物种植在旱地或盐碱地上,或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。<BR> 基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种,基因工程技术使研究人员可以将任何一种基因注入到一种植物中,从而培育出一种全新的农作物品种,时间则缩短一半。<BR>
虽然第一批基因工程农作物品种5年前才开始上市,但今年美国种植的玉米、大豆和棉花中的一半将使用利用基因工程培育的种子。据估计,今后5年内,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从今年的40亿美元扩大到200亿美元,20年后达到750亿美元。有的专家预计,“到下世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一点基因工程的成分。”<BR>
尽管还有不少人、特别是欧洲国家消费者对转基因农产品心存疑虑,但是专家们指出,利用基因工程改良农作物已势在必行。这首先是由于全球人口的压力不断增加。专家们估计,今后40年内,全球的人口将比目前增加一半,为此,粮食产量需增加75%。另外,人口的老龄化对医疗系统的压力不断增加,开发可以增强人体健康的食品十分必要。 <BR>
加快农作物新品种的培育也是第三世界发展中国家发展生物技术的一个共同目标,我国的农业生物技术的研究与应用已经广泛开展,并已取得显着效益。</P>
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七,分子进化工程的研究</STRONG></P>
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分子进化工程是继蛋白质工程之后的第三代基因工程。它通过在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择的压力,模拟自然中生物进化历程,以达到创造新基因、新蛋白质的目的。<BR>
这需要三个步骤,即扩增、突变、和选择。扩增是使所提取的遗传信息DNA片段分子获得大量的拷贝;突变是在基因水平上施加压力,使DNA片段上的碱基发生变异,这种变异为选择和进化提供原料;选择是在表型水平上通过适者生存,不适者淘汰的方式固定变异。这三个过程紧密相连缺一不可。<BR>
现在,科学家已应用此方法,通过试管里的定向进化,获得了能抑制凝血酶活性的DNA分子,这类DNA具有抗凝血作用,它有可能代替溶解血栓的蛋白质药物,来治疗心肌梗塞、脑血栓等疾病。<BR>
我国基因研究的成果</STRONG></P>
<P> 以破译人类基因组全部遗传信息为目的的科学研究,是当前国际生物医学界攻克的前沿课题之一。据介绍,这项研究中最受关注的是对人类疾病相关基因和具有重要生物学功能基因的克隆分离和鉴定,以此获得对相关疾病进行基因治疗的可能性和生产生物制品的权利。<BR>
人类基因项目是国家“863”高科技计划的重要组成部分。在医学上,人类基因与人类的疾病有相关性,一旦弄清某基因与某疾病的具体关系,人们就可以制造出该疾病的基因药物,对人类健康长寿产生巨大影响。据介绍,人类基因样本总数约10万条,现已找到并完成测序的约有8000条。<BR>
近些年我国对人类基因组研究十分关注,在国家自然科学基金、“863计划”以及地方政府等多渠道的经费资助下,已在北京、上海两地建立了具备先进科研条件的国家级基因研究中心。同时,科技人员紧跟世界新技术的发展,在基因工程研究的关键技术和成果产业化方面均有突破性的进展。我国人类基因组研究已走在世界先进行列,某些基因工程药物也开始进入应用阶段。<BR> 目前,我国在蛋白基因的突变研究、血液病的基因治疗、食管癌研究、分子进化理论、白血病相关基因的结构研究等项目的基础性研究上,有的成果已处于国际领先水平,有的已形成了自己的技术体系。而乙肝疫苗、重组α型干扰素、重组人红细胞生成素,以及转基因动物的药物生产器等十多个基因工程药物,均已进入了产业化阶段。</P>
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基因技术:进退两难的境地和两面性的特征</STRONG><BR> <BR> 基因作物在舆论界引发争议不足为怪。但在同属发达世界的大西洋两岸,转基因技术的待遇迥然不同却是一种耐人寻味的现象。当美国40%的农田种植了经过基因改良的作物、消费者大都泰然自若地购买转基因食品时,此类食品在欧洲何以遭遇一浪高过一浪的喊打之声?<BR> 从直接社会背景看,目前欧洲流行“转基因恐惧症”情有可原。从1986年英国发现疯牛病,到今年比利时污染鸡查出致癌的二恶英和可口可乐在法国导致儿童溶血症,欧洲人对食品安全颇有些风声鹤唳,关于转基因食品可能危害人类健康的假设如条件反射一般让他们闻而生畏。<BR>
同时,欧洲较之美国在环境和生态保护问题上一贯采取更为敏感乃至激进的态度,这是转基因食品在欧美处境殊异的另一缘故。一方面,欧洲各国媒介的环保意识日益强烈,往往对可能危害环境和生态的问题穷追不舍甚至进行夸张的报道,这在很大程度上左右着公众对诸如转基因问题的态度。另一方面,以“绿党”为代表的“环保主义势力”近年来在欧洲政坛崛起,在政府和议会中的势力不断扩大,对决策过程施加着越来越大的影响。<BR>
但是,欧洲人对转基因技术之所以采取如此排斥的态度,似乎还有一个较为隐蔽却很重要的深层原因。实际上,在转基因问题上欧美之间既有价值观念之差,更是经济利益之争。与一般商品不同,转基因技术具有一种独特的垄断性。在技术上,美国的“生命科学”公司一般都通过生物工程使其产品具有自我保护功能。其中最突出的是“终止基因”,它可以使种子自我毁灭而不能象传统作物种子那样被再种植。另一种技术是使种子必须经过只为种子公司所掌握的某种“化学催化”方能发育和生长。在法律上,转基因作物种子一般是通过一种特殊的租赁制度提供的,消费者不得自行保留和再种植。美国是耗资巨大的基因工程研究最大的投资者,而从事转基因技术开发的美国公司都熟谙利用知识产权和专利保护法寻求巨额回报之道。美国目前被认为已控制了相当大份额的转基因产品市场,进而可以操纵市场价格。因此,抵制转基因技术实际上也就是抵制美国在这一领域的垄断。<BR>
生物技术在许多领域正在发挥越来越重要的作用:遗传工程产品在农业领域无孔不入,遗传工程作物开始在美国农业中占有重要位置;生物技术在医学领域取得显着进展,已有一些遗传工程药物取代了常规药物,医学界在几方面从基因研究中获利;克隆技术的进展为拯救濒危物种及探索多种人类疾病的治疗方法提供了前所未有的机会。目前研究人员正准备将生物技术推进到更富挑战性的领域。但近来警惕遗传学家的行为的声音越来越受到重视。<BR>
今天,人们借助于所谓的DNA切片已能同时研究上百个遗传基质。基因的研究达到了这样一个发展高度,几年后,随着对人类遗传物质分析的结束,人们开始集中所有的手段对人的其他部分遗传物质的优缺点进行有系统地研究。但是,生物学的发展也有其消极的一面:它容易为种族主义提供新的遗传学方面的依据对新的遗传学持批评态度的人总喜欢描绘出一幅可怕的景象:没完没了的测试、操纵和克隆、毫无感情的士兵、基因很完美的工厂工人……遗传密码使基因研究人员能深入到人们的内心深处,并给他们提供了操纵生命的工具。然而他们是否能使遗传学朝好的研究方向发展还完全不能预料。
Ⅵ 根据你所学的知识,简要举例说明生物学的新进展
1、生物工程在医药方面有着广泛的应用。例如,长期以来,预防乙型肝炎的疫苗是从乙肝病毒携带者的血液中提取和研制的,这样的疫苗生产周期长,产量低,价格昂贵。
现在,采用生物工程的方法,将乙肝病毒中的有关基因分离出来,引人细菌的细胞中,再采用发酵的方法,或者引人哺乳动物的细胞中,再采用细胞培养的方法,就能让细菌或哺乳动物的细胞生产出大量的疫苗。
中国研制的生物工程乙肝疫苗已经在1992年投放市场,在预防乙型肝炎中发挥了重要作用。除乙肝疫苗以外,还有抑制病毒在细胞内增殖的干扰素等多种生物工程药物已经问世。
2、生物工程在农业生产上的应用前景更为诱人,1988年,中国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因,并且将这种基因导人烟草等作物的细胞中,得到了抵抗病毒能力很强的作物新系,1989年,中国科学家成功地将人的生长激素基因导人鲤鱼的受精卵中,培育成转基因鲤鱼。
3、生物工程在开发能源和环境保护等方面同样有着广泛的应用。知道,煤炭、石油等能源终将枯竭,目前全世界已经面临着能源危机。使用煤炭、石油等能源,还造成严重的环境污染。
因此,科学家们正在努力探索开发新的能源,其中很重要的一个方面就是用生物工程开发生物能源。美国科学家在1978年成功地培育出能直接生产能源物质的植物新品种——“石油草”,这种植物的茎秆被割开后,就会流出白色乳状的液体,经提炼就得到石油。
4、生态学方面生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。20世纪60年代以来,人类社会面临的人口爆炸、环境污染、资源匮乏、能源短缺和粮食危机等问题日益突出。要解决这些问题,都离不开生态学。因此,生态学的研究受到高度重视,并且取得了显着的进展。
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学科分支:
1、动物学领域
动物学-动物生理学-解剖学-胚胎学-神经生物学-发育生物学-昆虫学-行为学-组织学
2、植物学领域
植物学-植物病理学-藻类学-植物生理学
3、微生物学/免疫学领域
微生物学-免疫学-病毒学
4、生物化学领域
生物化学-蛋白质力学-糖类生化学-脂质生化学-代谢生化学
5、演化及生态学领域
生态学-生物分布学-系统分类学-古生物学-演化论-分类学-演化生物学
6、现代生物技术学领域
生物技术学-基因工程-酵素工程学-生物工程-代谢工程学-基因体学
7、细胞及分子生物学领域
分子生物学- 细胞学-遗传学
8、生物物理领域
生物物理学-结构生物学-生医光电学-医学工程
9、生物医学领域
感染性疾病-毒理学-放射生物学-癌生物学
10、生物信息领域
生物数学-仿生学-系统生物学
11、环境生物学领域
大气生物学-生物地理学-海洋生物学-淡水生物学
参考资料来源:网络-生物科学
Ⅶ 生物学的的新进展有哪些
生物大分子的结构和功能的研究;真核生物基因及基因表达调控的研究;分子神经生物学的研究;医学分子生物学的研究;植物分子生物学的研究。
最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
(7)动物生物技术进展有哪些扩展阅读
生物在地球历史中有着40亿年左右的发展进化历程。大约有1500万种生物已经绝灭,它们的一些遗骸保存在地层中形成化石。
古生物学专门通过化石研究地质历史中的生物,早期古生物学多偏重于对化石的分类和描述,来生物学领域的各个分支学科被引入古生物学,相继产生古生态学、古生物地理学支学科。有人建议,以广义的古生物生物学代替原来限于对化石进行分类描述的古生物学。
Ⅷ 中国近年来生物学的成就``
生命科学基础性研究的优先发展领域:基因组和功能基因组学、重大疾病相关基因的识别、分子生物学与生物化学、细胞和发育生物学、神经生物学、动植物区系的系统演化与协同进化、生物信息学等。
基因组研究:在基因组这一前沿领域,中国开始走向世界。中国科学家承担了人类基因组1%的测序,是继美、英、法、日、德后成为正式参加国际人类基因组合作项目的第六个国家,也是惟一加入该计划的发展中国家;克隆了功能新基因的全长cDNA800多条,已申请一批国内外专利;证明了东亚人群的基因组与其他现代人群一样起源于非洲;建成了南、北方人类基因组研究中心。最近,中国科学院在水稻基因组研究中取得重大进展,已经发表了水稻基因组的框架序列,并在参加水稻基因组完成序列图测定的国际合作中率先完成了第四号染色体的工作。中国在微生物基因组测序方面也已成为主要的参加国,迄今已完成了钩端螺旋体等6个微生物的全基因组测序。
疾病相关基因研究:中国科学家充分发挥人类遗传资源优势,近年来取得了疾病致病基因定位、克隆的一系列进展。首先在急性早幼粒白血病的致病基因克隆和功能研究方面取得突破,继而克隆了耳聋、短指(趾)等一批单基因疾病的致病基因,近来又定位了II型糖尿病、原发性高血压和鼻咽癌的基因。应用基因表达谱和生物芯片,最近发现了一批与原发性肝癌发病、发展相关的基因和基因标志。
其他前沿领域:在诸如生物化学和分子生物学、神经生物学、进化生物学等方面,近年来中国生命科学界也取得了不少国际一流成果。例如,发现了与精子成熟和保护有关的抗菌胜基因、揭示了果蝇有与高等动物类似的认知行为,首次观察到植物防止自交的一种新的繁育机制等。在系统发育和动植物区系演化方面,完成了255卷的《植物志》、《动物志》、《中国隐花植物志》,这些工作均得到国际同行的高度评价。
生物技术研究与开发重点领域:高产优质农作物的遗传育种、转基因技术和动物克隆、生物反应器、基因和蛋白质工程疫苗及药物、基因治疗等。
农业生物技术:中国在超级杂交稻研究与组合应用上处于世界领先地位,已选育出一批两系法亚种间杂交稻新组合,较好地实现了杂种优势与理想株型的结合。育成的超级杂交稻组合比现在生产上应用的杂交稻组合增产15%-25%。2000-2001年超级杂交稻累计推广300万亩,共增产优质稻谷3-4亿公斤。优质小麦品种业已得到推广。在植物基因工程研究开发方面,中国已经有转基因耐贮藏番茄,转查尔酮合成□基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花等5种自主研制的转基因植物通过了国家商品化生产许可,并有20余种转基因植物进入环境释放阶段。2000年中国转基因作物(主要是转基因棉花)种植面积达到50万公顷,列世界第四位。同时,中国转基因植物的研究体系和安全评价体系也基本建立起来,其中包括以基因研究为主的上游部分、以植物遗传转化为主的中游部分和以生物技术育种为主的下游部分的研究体系。
农业微生物基因工程研究,包括杀虫、抗病、共生和联合固氮等微生物的遗传改造和应用取得良好进展。目前中国是世界上农业重组微生物环境释放面积最大、种类最多和研究范围最广的国家,所取得的成就已受到各国科学家的广泛关注。在中国境内申报并通过农业生物基因工程安全委员会批准的农业重组微生物在40例以上。
在动物生物技术研究与开发方面也取得了可喜的成绩:转基因鱼研究达到了国际领先水平;获得了生产人药用蛋白的转基因动物;获得了山羊、牛等一大批克隆动物,其生产水平已达到国际先进。此外,部分畜禽基因工程疫苗已经达到了商业化生产的阶段。
医药生物技术:经多年努力,基因工程药物产业初具规模,批准上市的产品有18种,进入一、二期临床的有21种,处于临床前开发的有35种。产品市场占有率不断提高,例如α1b干扰素国内市场占有率已达60%。治疗性乙型肝炎疫苗初露端倪:血源性乙肝抗原-抗体复合物已获特殊临床试验批文;基因工程乙肝抗原-抗体复合物即将进入临床试验,成果已获中国和国际专利,目前正在开展三重复合物新型疫苗研制。人工血液代用品技术转让成功,已建成中试规模基地,连续多批产品达到质控标准。通过产学研的结合,中国基因工程制药业具备一定生产能力的企业已有60多家。
生物技术药物由仿制逐步向创新转变,在世界前十种销量最大的品种中,中国能生产八种。此外,应用于诊断或导向药物的单抗和单抗衍生物的研究进展顺利,为今后抗体产品的产业化奠定了基础;遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平;肿瘤免疫治疗、抗血管治疗、组织工程、生物芯片和干细胞研究等取得了一系列突破与重要进展;基因治疗的关键技术实现突破,B型血友病、恶性肿瘤、梗塞性外周血管病等五种治疗方案进入临床试验。中国的生物技术产品销售额已从1986年的2.6亿元人民币上升到2000年的200亿元人民币。
Ⅸ 目前生物科技有什么最新发展成果
目前生物科技有什么最新发展成果
1.我国科学家发现阿尔茨海默症致病的新机制
2006年11月19日,国际着名学术期刊《自然·医学》网络版在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究组关于β淀粉样蛋白产生过程新机制的最新研究成果。这项成果揭示了阿尔茨海默症致病的新机制,并且提示β2-肾上腺素受体有可能成为研发阿尔茨海默症的治疗药物的新靶点。
2.我国抗糖尿病新药研究取得开创性进展
中科院上海药物所科学家2006年在非肽类小分子胰高血糖素样肽-1受体激动剂的研究领域取得了重要进展,相关成果于2007年元月第一周发表在国际权威科学期刊《美国科学院院刊(PNAS)》网络版上。美国科学院院刊编辑部在向媒体的书面新闻发布中指出,这类口服有效的非肽类小分子激动剂有可能成为糖尿病、肥胖症和其他相关代谢性疾病的一种新型疗法。
3.揭示果蝇记忆奥秘,探索记忆的神经生物学基础
中科院生物物理研究所研究组关于果蝇的最新研究成果,揭示了果蝇的脑中并不存在一个通用的记忆中心,而是不同感觉记忆储藏在不同的区域里,并且像人类能记住图像的高度、大小、颜色等不同参数一样,果蝇的图像记忆也有对应的不同参数。通过对果蝇记忆基因的研究,可进一步运用到小白鼠、哺乳动物甚至人类身上,从而解决人类失眠、老年痴呆等精神性疾病。
4.饮用水质安全风险的末端控制技术与应用
为及时评价水质状况及应对突发事件,中科院生态环境研究中心和中科院广州地球化学研究所合作开发出适合末端水质监控的生物在线监测与预警技术,建立并完善生物毒性测试方法,在分子、细胞水平上形成一套适用于水质评估的技术体系。研究中开发的关键技术拥有自主知识产权,共产生发明专利22项,发表论文61 篇,其中SCI收录论文23篇。
5.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。