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生物工程分析有哪些新技术

发布时间:2022-06-04 03:33:30

1. 生物工程技术有哪些

生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。

2. 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。

3. 生物工程技术包括哪些具体的内容

生物工程技术包括基因工程、DNA重组技术的物质基础、DNA重组技术的一般操作步骤、细胞工程。

1、基因工程

基因工程是指在基因水平上,按照人类的需要进行设计,然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系,并能使之稳定地遗传给后代。基因工程采用与工程设计十分类似的方法,明显地既具有理学的特点,同时也具有工程学的特点。

生物学家在了解遗传密码是RNA转录表达以后,还想从分子的水平去干预生物的遗传。1973年,美国斯坦福大学的科恩教授,把两种质粒上不同的抗药基因"裁剪"下来,"拼接"在同一个质粒中。当这种杂合质粒进入大肠杆菌后,这种大肠杆菌就能抵抗两种药物,且其后代都具有双重抗菌性,科恩的重组实验拉开了基因工程的大幕。

DNA重组技术是基因工程的核心技术。重组,顾名思义,就是重新组合,即利用供体生物的遗传物质,或人工合成的基因,经过体外切割后与适当的载体连接起来,形成重组DNA分子,然后将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物,该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。

2、DNA重组技术的物质基础

(1)目的基因

基因工程是一种有预期目的的创造性工作,它的原料就是目的基因;所谓目的基因,是指通过人工方法获得的符合设计者要求的DNA片段。在适当条件下,目的基因将会以蛋白质的形式表达,从而实现设计者改造生物性状的目标。

(2)载体

目的基因一般都不能直接进入另一种生物细胞,它需要与特定的载体结合,才能安全地进入到受体细胞中。目前常用的载体有质粒、噬菌体和病毒。

质粒是在大多数细菌和某些真核生物的细胞中发现的一种环状DNA分子,它位于细胞质中。许多质粒含有在某种环境下可能是必不可少的基因。

噬菌体是专门感染细菌的一类病毒,由蛋白质外壳和中心的核酸组成。在感染细菌时,噬菌体把DNA注入到细菌里,以此DNA为模板,复制DNA分子,并合成蛋白质,最后组装成新的噬菌体。当细菌死亡破裂后,大量的噬菌体被释放出来,去感染下一个目标。

质粒、噬菌体和病毒的相似之处在于,它们都能把自己的DNA分子注入到宿主细胞中并保持DNA分子的完整,因而,它们成为运载目的基因的合适载体。因此,基因工程中的载体实质上是一些特殊的DNA分子。

(3)工具酶基因工程需要有一套工具,以便从生物体中分离目的基因,然后选择适合的载体,将目的基因与载体连接起来。DNA分子很小,其直径只有20埃(10-10米)。基因工程实际上是一种“超级显微工程”,对DNA的切割、缝合与转运,必须有特殊的工具。

1968年,科学家第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶。限制性内切酶最大的特点是专一性强,能够在DNA上识别特定的核苷酸序列,并在特定切点上切割DNA分子。70年代以来,人们已经分离提取了400多种限制性内切酶。有了它,人们就可以随心所欲地进行DNA分子长链切割了。表4-3是一些限制性内切酶的识别位点

1976年,5个实验室的科学家几乎同时发现并提取出一种酶,作DNA连接酶。从此,DNA连接酶就成了 “粘合”基因的“分子粘合剂”。

3、DNA重组技术的一般操作步骤

一个典型的DNA重组包括五个步骤:

(1)目的基因的获取

目前,获取目的基因的方法主要有三种:反向转录法、从细胞基因组直接分离法和人工合成法。

反向转录法是利用mRNA反转录获得目的基因的方法。现在用这种方法人们已先后合成了家兔、鸭和人的珠蛋白基因、羽毛角蛋白基因等。

从细胞基因组中直接分离目的基因常用"鸟枪法",因为这种方法犹如用散弹打鸟,所以又称"散弹枪法"。用"鸟枪法"分离目的基因,具有简单、方便和经济等优点。许多病毒和原核生物、一些真核生物的基因,都用这种方法获得了成功的分离。

化学合成目的基因是20世纪70年代以来发展起来的一项新技术。应用化学合成法,可在短时间内合成目的基因。科学家们已相继合成了人的生长激素释放抑制素、胰岛素、干扰素等蛋白质的编码基因。

(2)DNA分子的体外重组

体外重组是把载体与目的基因进行连接。例如,以质粒作为载体时,首先要选择出合适的限制性内切酶,对目的基因和载体进行切割,再以DNA连接酶使切口两端的脱氧核苷酸连接。于是目的基因被镶嵌进质粒DNA,重组形成了一个新的环状DNA分子(杂种DNA分子)。

(3)DNA重组体的导入

把目的基因装在载体上后,就需要把它引入到受体细胞中。导入的方式有多种,主要包括转化、转导、显微注射、微粒轰击和电击穿孔等方式。转化和转导主要适用于细菌一类的原核生物细胞和酵母这样的低等真核生物细胞,其他方式主要应用于高等动植物的细胞。

(4)受体细胞的筛选

由于DNA重组体的转化成功率不是太高,因而,需要在众多的细胞中把成功转入DNA重组体的细胞挑选出来。应事先找到特定的标志,证明导入是否成功。 例如,我们常用抗生素来证明证明导入的成功。

(5)基因表达

目的基因在成功导入受体细胞后,它所携带的遗传信息必须要通过合成新的蛋白质才能表现出来,从而改变受体细胞的遗传性状。目的基因在受体细胞中要表达,需要满足一些条件。

例如,目的基因是利用受体细胞的核糖体来合成蛋白质,因此目的基因上必须含有能启动受体细胞核糖体工作的功能片段。

这五个步骤代表了基因工程的一般操作流程。人们掌握基因工程技术的时间并不长,但已经获得了许多具有实际应用价值的成果。基因工程作为现代生物技术的核心,将在社会生产和实践中发挥越来越重要的作用。

4、细胞工程

关于细胞工程的定义和范围还没有一个统一的说法,一般认为,细胞工程是根据细胞生物学和分子生物学原理,采用细胞培养技术,在细胞水平进行的遗传操作。细胞工程大体可分染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。

细胞培养技术是细胞工程的基础技术。所谓细胞培养,就是将生物有机体的某一部分组织取出一小块,进行培养,使之生长、分裂的技术。细胞培养又叫组织培养。近二十年来细胞生物学的一些重要理论研究的进展,例如细胞全能性的揭示,细胞周期及其调控,癌变机理与细胞衰老的研究,基因表达与调控等,都是与细胞培养技术分不开的。

体外细胞培养中,供给离开整体的动植物细胞所需营养的是培养基,培养基中除了含有丰富的营养物质外,一般还含有刺激细胞生长和发育的一些微量物质。培养基一般有固态和液态两种,它必须经灭菌处理后才可使用。此外,温度、光照、振荡频率等也都是影响培养的重要条件。

(3)生物工程分析有哪些新技术扩展阅读:

生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。

所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白质工程。

在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。

后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。

4. 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。

5. 生物工程技术包括什么(高中生物)

生物工程技术包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白质工程。

1、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。

2、酶工程又称蛋白质工程学,是指在工业上建立一定的反应器和反应条件,利用酶的催化作用在一定条件下催化化学反应的应用技术。UCE人类所需的产品或服务于其他目的。

3、蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得蛋白质的物理化学和分子特性的信息。在此基础上,有目的地设计和修饰编码蛋白质的基因,并利用基因工程技术获得表达蛋白质的基因。

因为生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至是细胞系统。

4、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择、培养基的制备、灭菌、扩大培养和接种、发酵工艺和产品的分离纯化等。

5、基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学和现代分子生物学、微生物学方法为基础的。它根据预先设计好的体外蓝图,从不同基因构建杂交dna分子,然后将其导入活细胞进行修饰。获得了原始遗传特性、新品种和新产品。



(5)生物工程分析有哪些新技术扩展阅读:

生物工程技术的应用领域非常广泛,包括农业、工业、医药、药理学、能源、环保、冶金、化工原料等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生重大影响,为解决世界面临的资源、环境和人类健康问题提供良好前景。

生物工程技术的主要课程:有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。

6. 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。

7. 最近有哪些生物工程的最新进展

生物工程又称生物技术或生物工艺学。它是在生命科学的最新成就与现代工程技术相结合的基础上,利用诸如基因重组、细胞融合、固定化酶、固定化细胞和生物反应器等技术,对生物系统加以调控、加工,从而进行物质生产的综合性科学技术。
从严格的意义上说,生物工程的发展历史很短。分子生物学、分子遗传学、微生物
学、生物化学、免疫学、细胞生物学和生物反应器等生化工程技术的发展为这门综合性科学技术的形成提供了基础。它主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等4个方面,已不同程度地开始在农业上研究、应用。
生物技术在农业的应用是非常的广泛的,在我们的生活中已经屡见不鲜,现代生物技术主要是基于基因修饰的理论、利用重组DNA技术,包括了发酵工程、遗传工程、细胞工程、酶工程、组织培养、生物反应器等处理生物性材料和物质的方法,目前已在农牧业、医药保健业等方面取得了巨大的成就,而且不断地、快速地向食品行业渗透和发展。那么生物技术在食品和农业领域的应用现状,运用生物技术对农作物品质进行改良,已生产出许多高品质的新品种,除延熟保鲜的果蔬外,还有有益于健康的植物油、增强营养价值的食品、富含抗癌蛋白质的大豆、高营养饲料等都是可以满足人民。如在作物育种上就利用了孟德尔发现遗传规律的,但是传统的常规育种技术利用有性杂交技术进行基因重组,工作效率低且工作量大而繁琐,目的基因的出现有时不决定于育种者的意志,况且远缘杂交不亲和性,可供选择基因的局限性一直困扰着育种者,一个有成就的育种者通过艰苦的田间观察,选择鉴定,一生中也不见得能育出几个品种。有了转基因技术则不同了,转基因技术不仅打破了生物间的界限,不同种、属亲缘等问题,而且目的基因是可操作的,只要是想得到的,符合人类需求、有益于人类、有益于环境的基因都可以应用到育种中来,育种效率大为提高。目前生物技术在棉花、水稻、玉米、大豆、油菜等农作物中都已经有了转基因品种。

8. 生物技术有哪些

生物技术包括基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术等等。

生物技术不仅是一门新兴的、综合性的学科,更是一个深受人们依赖与期待的,亟待开发与拓展的领域。现代生物技术研究所涉及的方面非常广,其发展与创新也是日新月异的。

随着社会的成熟与发展,生物技术的发展不断拓展着人们的生活,使人们的需求得到越来越多的满足,为很多与人们生活切实相关的问题找到解决的方法。生物技术的发展,意味着人类科学各领域技术水平的综合发展;生物技术的发达程度与安全程度,也意味着人类文明的发达程度。

生物技术的应用(现代):

(1)开发畜牧医用产品的生物公司越来越多,美国每年用于动物健康的产品市场约40亿美元,美国农业部批准的动物用生物制品约100种,主要是防止动物传染病和常见病的疫苗和治疗药。

(2)生物技术也应用于珍稀野生动物的保护,通过DNA识别来鉴别动物的种类,跟踪其活动地域等。

(3)海洋生物技术的应用使受过度捕捞而濒临灭绝的海洋生物的生存得到发展。同时又给人类从丰富的海洋生物资源汇总发现新药提供了途径。例如海螺中的一种毒素是有效的止痛药,海绵可以用作抗感染等。

(4)生物技术应用于太空发展,可以为宇航员构建长期太空探险所需的生命支持环境。

(5)另外,生物技术也用于人类考古和犯罪调查,通过DNA分析可以研究人类种群的进化史。DNA技术应用于犯罪案件调查可以帮助执法人员确认罪犯。

以上内容参考:网络-生物技术

9. 目前生物科技有哪些先进技术

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。

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