㈠ 现在有哪些生物新技术
现在有哪些生物新技术
生物技术是以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。
生物技术的主要内容有:基因工程、细胞工程、酶工程(也有称作蛋白质工程)和发酵工程。所以,也有人将生物技术称作生物工程。
但是,生物技术和生物工程还是有区别,生物技术和生物工程同属理科,但是,生物技术更注重于操作和原理,而生物工程更注重于实际操作中的各种参数也就是有较多的工科内容在里面。
随着生物技术的发展,现代生物技术正在以上四大基础工程上稳步发展,最明显的特点是由以前的研究型向现在的应用性发展。
比如,以前是通过生物技术的手段去研究染色体上某位点基因的功能,而现在,则是在以前的基础上对这个基因进行改良或者创造新的基因来完善或加强生物的某些功能。
总之,有进步性的特点。
1)更加注重实际应用,实际生产决定研究方向,更多的人把精力放在了优良技术的创造。
2)操作先进化,以往的生物技术往往以酶工程和发酵工程为代表,获得的都是一些蛋白或者微生物产物,如青霉素的获得。但是现在更加注重基因工程和细胞工程,从微观去创新。
3)理论基础的多样化,现在学生物技术,不是掌握微生物学、动物学就可以了,还要有更多的如生化、分子生物学的基础才行。
㈡ 生物技术育种的主要方法有哪些,技术手段有哪些
折叠一、诱变育种
诱变育种
诱变育种
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。(这句话在中学领域来说应该是完全正确的,已经查阅相关资料。)其原理是基因突变。人工诱变的方法包括:物理方法(X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)、化学方法(碱基类似物、硫酸二乙酯、亚硝酸、秋水仙素等)。所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物。处理的时期是细胞分裂的间期。(这句话主要是针对中学生,为了让学生能够更好的理解;主要是考虑到学生从“细胞分裂知识”理解。)经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。该方法的优点是可以提高突变频率,创造出人类需要的生物类型。缺点是必须处理大量的实验材料。
优点:变异频率高,育种技术简单,速度快,可大幅度改良某些性状;变异范围广。
局限性:诱发突变的方向难以掌握,诱变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。
折叠二、杂交育种
杂交育种
杂交育种
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。过程为:用具有相对性状的纯合体作亲本杂交获得子一代,子一代自交(动物则用具有相同基因型的雌雄个体杂交)获得子二代,从子二代中选择符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束,如果需要的表现型是显性性状则用子二代中选出的个体进行连续自交(动物同前),直至获得能稳定遗传的类型为止
优点:可定向培养需要的品种,操作简单易懂。
不足:周期长,不能产生新性状,工作量大。
折叠三、单倍体育种
单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间;缺点是技术复杂,需要杂交育种配合。
优点:可缩短育种年限,并可得到纯合子植株,保持后代性状的稳定性,使得到人们所希望的品种.
不足:技术复杂,成本大
四、多倍体育种
原理:染色体变异(染色体加倍)
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
折叠五、细胞工程育种
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的方法培育杂种植株的方法。
物质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶(限制性内切酶、DNA连接酶)和运载体(质粒),质粒上必须有相应的识别基因,便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后,可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素;抗虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物
㈢ 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。
㈣ 微生物优良性能的菌种可通过哪些途径和生物技术手段获得
在适当培养基上培养,分离
工业上生产用菌株都是经过选育过的。工业菌种的育种是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造,可使现存的优良性状强化,或去除不良性质或增加新的性状。
工业菌种育种的方法:诱变、基因转移、基因重组。
育种过程包括下列3个步骤:(1)在不影响菌种活力的前提下,有益基因型的引入。
(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。
㈤ 生物技术有哪些新技术与方法
基因工程,酶工程,细胞培养,动物克隆,大到工厂化的生物发酵。
㈥ 在我们的生活中,生物技术主要有哪些方面的应用试举例说明。
医疗领域:在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用于再生医学领域,如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据,对于功能性区域(domain)来开发相对应的抑制剂(如:酵素抑制剂)。利用微阵列核酸晶片,或是蛋白质晶片,寻找致病基因。或是利用抗体技术,将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因转殖技术,进行基因治疗等。基因治疗(gene therapy)利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内,使之表达目的基因产物,从而使疾病得到治疗,为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段,给一些难治疾病的根治带来了光明。
农学食粮:人口快速膨胀,食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因转殖农作物的开发下,除了转殖进入抗虫害基因、抗冻基因外,例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下,转殖农作物解决了品质上的问题。除此之外,观赏用的花卉等,也靠着组织培养的技术,将高品质的花卉复制生产,提高花卉价值。着名的像是台湾的蝴蝶兰。另外,经过遗传工程技术,能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料(biofertilizer)主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性,可为作物根系创造良好生长环境,从而保证作物的增产。生物农药(biopesticide)利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质,生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点有:1.不像化学农药般见效快,但效果持久。2.与化学农药比,害虫难以产生抗药性。3.对环境影响小。4.对人体和作物的危害性小。5.使用范围和方法有限制;等等。
军事科技:基因工程武器(genetic engineering weapon)简称基因武器,例子有:插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是:1.生产成本低、杀伤力大、作用时间长。2.对方使用难发现、难预防、难治疗。3.使用方肌丹冠柑攉纺圭尸氦建法简单,施放手段多。4.只伤害人,不破坏武器装备、设施。5.一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。
工业应用:在工业上,利用工业菌种的特殊代谢路径,来替代一些化学反应。除了专一性提高,也在常温常压下,节约能源。也由于专一性高,产生的废弃物量低,也因此被称为绿色工业。
环境保护:当环境受到破坏,可以利用生物技术的处理方式,让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性,能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮,因事故,将重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,对于重油进行分解,代谢成环境可以接受的短练脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金属污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
㈦ 生物技术的四大工程是什么
生物技术的四大工程是基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程。
1、基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
2、发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,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的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
3、细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说,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。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。
4、酶工程(英语:Enzyme engineering)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。
(7)强化生物技术的手段有哪些扩展阅读:
1、酶工程应用
酶作为一种生物催化剂,已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来,随着酶工程不断的技术性突破,在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。
2、细胞工程应用
细胞工程作为科学研究的一种手段,已经渗入到生物工程的各个方面,成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中,细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。
3、基因工程应用
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
4、发酵工程应用
(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、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等。
(2)在食品工业上的应用:
主要有三大类产品,
一是生产传统的发酵产品,如啤酒、果酒、食醋等;
二是生产食品添加剂;
三是帮助解决粮食问题。
(3)在环境科学领域的应用:污水处理中微生物的强化。