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    現代生物技術精選(九篇)

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    現代生物技術

    第1篇:現代生物技術范文

    關鍵詞:現代生物技術;農業;農作物;病蟲害防治

    隨著科技的進步和發展,在防治病蟲害時逐漸開始應用生物技術,并且取得了非常良好的效果。使用微生物技術進行病蟲害的防治不僅符合農業發展的要求,同時也符合環境保護的要求,有效的促進農作物保持健康的生長狀態,防治病蟲害的發生。接下來,筆者從基因工程對于作物病害防治、生物技術在防治病蟲害的實際應用以及生物技術在防治草害的應用和生物農藥的應用這4個方面展開論述。

    1基因工程對于防治病害的作用

    CP基因能夠適當誘導作物對病毒進行免疫,有效地提升作物對于病害的抵御能力,因此,無論是國內還是國外,都對基因工程非常重視。RP基因是能夠實現病毒復制的一種復制酶基因,能夠將病毒進行編碼,再通過不同形式和組合生成聚合酶,快速合成病毒基因DNA,除此之外,RP基因還能夠把一些存在問題的復制酶基因傳入作物中,使得病毒復制速度大大降低。Sat-RNA和中和抗體的應用。Sat-RNA和中和抗體是低分子RNA的一種,需要通過依靠病毒實現復制,在復制的整個過程中,會產生對輔助病毒的影響,在癥狀表現上出現變化。在防治作物病害過程中,通過病毒癥狀來減弱Sat-RNA,對病蟲害的防治有著非常積極的作用,應該得到科研人員的重視。

    2生物技術對防治病害的作用

    在大多數的生物體內,都含有一種蛋白酶抑制劑,這是一種能夠使得生物體代謝正常維持的保障的基因,同時,這種基因也能夠有效的對外來各種蛋白水解酶形成抵御,防治生物體遭到損壞。近幾年來,隨著科技的不斷進步,生物技術也處在快速發展的階段,科研人員越來越重視蛋白酶抑制劑這種基因的研究,所研究的范圍也更加廣,蛋白酶抑制劑在抗擊病蟲害這一方面的作用逐漸被發掘出來。通常情況下,在殺蟲工作中,蛋白酶能夠起到的主要作用是有效的對病蟲腸道的蛋白活性進行抑制,直接破壞病蟲自身的消化系統,病蟲會因為體內缺少氨基酸而無法正常的成長和發育,最終死亡。就目前情況來看,用蛋白酶來對病蟲生長進行抑制的方法在作物生長過程中起到了良好的保護作用和促進作用,得到了越來越廣泛的使用,有效的推動了作物對病蟲害的防治能力,有助于作物實現健康的生長。

    3生物技術對防治草害的作用

    通過使用生物技術能夠把一些具有抵抗除草劑效果的基因轉移至作物中,使作物自身增強對于草害的抵御能力,一般情況下,這些能夠抵御除草劑的基因主要包括利用編碼將除草劑酶分解的酶和在擴增時被除草劑破壞的酶等,這些基因能夠有效的達到抵抗草害的效果。近幾年來,隨著人們環保意識的逐漸加強,生物技術的研究中也開始注重保護環境,通過生物技術實現草死苗長的效果,可以有效的推動除草劑應用的價值的提升。

    4生物農藥應用研究

    生物農藥主要包括有微生物農藥、生化農藥、農用抗生素以及植物源農藥等,生物農藥的研究不僅能夠更好的抑制作物病蟲害的發生,更能夠降低對于環境的污染,將病蟲致死,又能夠保證對人畜沒有害處。隨著時代的發展和人們環保意識的逐漸提升,生物農藥逐漸得到了越來越廣泛的應用和認可。

    5結束語

    近幾年來,隨著科技的進步和發展,作物的病蟲害防治工作也取得了非常明顯的效果,有效的應用生物技術,能夠使得作物同病蟲害之間的互相作用的機制得到充分的研究,有效的提升作物對于病蟲害防治的效果和能力,使得作物能夠健康的生長,在環境保護意識日益增強的今天,生物技術逐漸得到了越來越廣泛的認可和應用。本文作者主要分析了現代生物技術對于作物病害防治的幾個典型應用,以期對相關領域的研究人員提供借鑒意義。

    參考文獻

    [1]孫毅.生物技術與作物病蟲害防治[J].科技情報開發與經濟,2007(20):140-142.

    第2篇:現代生物技術范文

    關鍵詞:現代中藥;研究;生物技術

    中藥是在中醫藥理論指導下用于治療疾病的基礎藥物,是我國傳統藥學的經典,其中包含中藥材、中藥飲片以及中成藥。同時在醫療保障的中,中藥也有非常大的作用,中藥制劑的作用較為平緩,尤其是慢性疾病,其療效更加顯著,針對于老年患者來說,采用中藥治療的效果會更理想,但與在現代醫學相比,中醫藥僅扮演配角,競爭力明顯低于西方醫學。中國是中醫藥的發源地,中藥研究技術卻落后于日、韓等國。據統計,日本一家中藥企業用中國"六神丸"配方、購買中國道地藥材制成"救心丹"后返銷我國,2003年在我國的銷售額達1億美元。韓國從中國東北購買的人參,加工成"高麗參",價格比我國人參高出10倍左右。"洋中藥"療效穩定,質量可控,特別是在有效成分提純、明確物質基礎方面技術水平領先我國。我國中藥還未擺脫傳統用藥方式,絕大多數中成藥在安全性及有效性方面沒有完整的依據,并且從原材料到生產,缺少相應的檢驗標準,導致重要和國際用藥質量標準出現偏差。縱使我國的中藥資源較為豐富,同時中藥的使用歷史較為長遠,但是也在國際醫藥競爭中落后與其他國家,要想徹底改變我國中藥使用的局面,就必須要掙得傳統藥物的一席之地,并且要制定標準的、規范的制度,徹底的解決掉缺乏科學性的弊端,而唯有利用現代生物技術改造中藥,才能加快中藥現代化進程。常見的生物技術有下列幾種。

    1色譜技術

    提取分離中藥有效成分難是導致中成藥療、質量差的主要原因,而應用色譜技術就可完全避免這一弊端,其中色譜主要是利用物質在流動相與固定相中的分配系數差異而分離樣品。而樣品中又將各組進行多次分配,分配系數大的組分遷移速度慢;反之則速度快。

    隨著高效液相色譜法的應用,彌補了氣相色譜法(GC)不能直接用于分析、難揮發、不穩定及高分子樣品的弱點,擴大了色譜法的應用范圍。

    毛細管電泳法(CE)快速發展,分離效果遠大于經典的色譜法。CE易于選擇各種分離性的添加劑,能較好地彌補HPLC效率低、擴散系數小等不足。

    2分子免疫技術

    疾病發生時異常基因功能的實現最終還依賴于蛋白質表達,而蛋白質也是可以保障中醫藥預防以及治療效果的,通過對相關蛋白質的控制,進而發揮出中藥的作用,所以說患者蛋白質水平的變化,是中藥研究的關鍵部位,臨床中分子免疫技術檢測的原理是根據已經了解的抗體、抗原,在對蛋白質中的抗體、抗原進行檢測,可以有效的鑒定中藥的真假,保障患者的用藥安全,其特異性強。

    3 DNA遺傳標記、基因芯片技術

    DNA作為是生物群體細胞中的遺傳物質,其穩定性較高,是代表了該類種群的相關特征,并對其進行標記,進而制定出相應的診斷標準以及DNA指紋圖譜,為鑒別不同類別中藥提供了方便快捷的方法。

    基因芯片就是在芯片上按照特定的排列方式,固定上大量的探針,形成一種DNA微短陣,將樣品DNA/RNA通過PCR/RT-PCR擴增,體外轉錄等技術摻入標記分子后,與位于芯片上探針雜交,通過同位素法、化學發光法、化學熒光法或酶標法顯示,利用計算機進行綜合分析,獲得樣品中大量基因序列及表達的信息。

    4轉基因技術

    國外獲得成功的轉基因藥用植物有8種,其中轉基因的煙草就可產生出溶酶體酶以及多種疾病抗體,而轉基的因玉米則會產生霍亂疫苗、單克隆抗體等。由于藥用植物的基因工程發展較晚,因此其案例不是很多,但是也有一些較為特殊的成功,其中農桿菌介導的基因轉移、種質系統的基因轉移和外源基因直接導入法。以Arntzen研究小組為代表的多個研究組相繼在煙草、馬鈴薯、苜蓿等植物中成功表達了乙肝病毒表面抗原、大腸桿菌毒素B亞基、霍亂毒素B亞基、諾瓦克病毒衣殼蛋白等。轉基因技術廣泛地用于優化種質,保護和繁殖珍稀瀕危動、植物品種,保證中藥資源的可持續發展。提高表達效率,大規模生產仍是目前研究的難點。

    5植物細胞工程

    實施藥用植物的細胞工程,可以利用生物反應器對植物細胞組織大規模培養,通過一系列的操作以及細胞調控,來提高中藥中有效成分的含量,并且對其進行標準化,可提供與天然中藥相同的藥效,進行治療。其次,還可運用植物細胞工程技術分離和提取中藥有效成分,解決相應的質量問題、用藥安全等,使中藥的質量逐步的提高,保障臨床的用藥安全。植物細胞工程有助于實現中藥生產標準化,實現瀕危珍稀中藥材和具有較高臨床價值的現代中產品的二次開發。

    6發酵工程

    中藥發酵研究始于20世紀80年代,人工細胞快速增殖技術以及次生代謝產物逐漸興起,為人工資源的生產提供相應的技術平臺。例如水蛭素與人體的血小板不會發生反應,因此在治療血小板相關疾病方面有其無法替代的效果。國內用真菌三孢布拉霉生產β-胡蘿卜素的產量達2.0 g?L-1,國外已達到(3~3.5)g?L-1。粘紅酵母、布拉克須霉、叢霉等真菌也具有生產β-胡蘿卜素的能力。除真菌外,如球型紅桿菌、瑞士乳桿菌等某些細菌也具有發酵生產類胡蘿卜素的能力。VC的微生物發酵法早已取得重要突破,利用"大小菌落"菌株混合培養生產VC的工藝已經成熟,進入產業化。

    上述技術都是從分子水平闡述中藥的現代研究技術,保護中藥的種質資源與基因資源,研發中藥新藥以及中藥材的鑒定技術等,也可應用蛋白質重組等高通量技術研究其作用的分子機制,從蛋白質圖譜的變化中尋找中藥靶點和途徑,以利于新藥研發和中藥的二次開發。

    參考文獻:

    第3篇:現代生物技術范文

    關鍵詞:現代生物技術;抗生素生產;應用價值

    在抗生素生產過程中,注重新型抗生素的獲取,同時也注重優良抗生素產生菌的獲取。而對現代生物技術加以應用,則能夠使抗生素的產量得到有效提升,同時使抗生素的組分得到有效改善,并提升抗生素的生產工藝水平[1]。從現狀來看,如發酵工程、酶工程、細胞工程以及基因工程等現代生物技術,均在抗生素生產中具備顯著應用價值。

    1現代生物技術中發酵工程在抗生素生產中的應用

    從上世紀四十年代開始,在青霉素被發現之后,抗生素發酵工業便逐步發展起來。目前,抗生素具備兩百多個品種,廣泛應用于醫學、農用等行業。其中,通過發酵方法生產的便存在數百種。基于現代生物技術中的發酵工程在抗生素生產中具備顯著應用價值。一方面,在抗生素發酵生產過程中,必須具備生產菌的參與。對于抗生素生產菌來說,主要包括霉菌和放線菌兩類。在我國,各個抗生素生產商將軍中篩選及改造視為使抗生素產品提升的有效方法。在發酵工程菌種選育及其改造過程中,通常會聯合基因工程方法實施,進而使育種經過三個階段:第一階段,野生菌向變異菌育種;第二階段,自然選育向代謝控制育種;第三階段,誘發基因突發向基因重組定向育種[2]。此外,為了使抗生素產量得到有效提高,會利用現代生物技術中的發酵工程,從而采取優化發酵過程控制策略,包括加糖控制、補料控制、pH控制以及溫度控制等等。總而言之,現代生物技術中發酵工程子啊抗生素生產中具備顯著應用價值,為抗生素的優化生產奠定了堅實的基礎。

    2現代生物技術中酶工程在抗生素生產中的應用

    對于酶工程來說,在上世紀七十年代產生,該項技術具備的優勢包括:效能高、污染低、自動化以及安全性高等。將酶工程應用于抗生素生產中具備顯著價值作用。例如:我國在上世紀八十年代,采取固定化酶技術(固定青霉素酰化酶及頭孢菌素酰化酶等)生產出了6-氨基青酶烷酸與7-氨基頭孢烷酸等抗生素中間體。近年來,對于酶工程來說,逐漸朝傳統的固定化酶以及固定化活細胞環節朝向DNA重組技術以及細胞融合技術等方向發展,這樣將其應用于抗生素生產過程中,便能夠使抗生素的生產工藝水平得到有效提升。然而,就現狀而言,我國在利用細胞融合技術以及DNA重組技術進行抗生素生產尚且處于初步試驗環節,其價值作用還有待進一步考究。但是,毋庸置疑的是,隨著社會的發展,科學技術的幾部,現代生物技術中酶工程在抗生素生產中的應用價值將能夠得到充分有效的體現。

    3現代生物技術中細胞工程在抗生素生產中的應用

    在現代生物技術當中細胞工程不可忽視,并且其在抗生素生產中具備顯著應用價值。細胞工程中的原生質融合技術加以應用,能夠使抗生素的產量得到有效提升。對于維生素原生質體融合來說,指的是將遺傳性狀存在差異的2個菌體細胞的原生質體加以融合,進而獲取存在2個菌體遺傳性狀的穩定重組子。此項技術能夠使遠緣菌株的基因重組得到有效實現,不會有有性孢子的絲狀真菌產生,但是卻具備準性生殖的特殊遺傳現象。并且,利用此項技術,在高產量的變異菌株篩選過程中,具備顯著應用價值。比如:柔紅霉素產生菌和四環素產生菌的種間原生質體融合,因這2個抗生素生物合成均源于聚酮體,從而讓柔紅霉素的單位產量獲得了顯著提升。總之,對細胞工程中的原生質體融合技術加以應用,能夠使抗生素的產量得到有效提高。因此,相關工程技術人員需對此充分重視。

    4現代生物技術中基因工程在抗生素生產中的應用

    基于現代生物技術當中的基因工程也能夠在抗生素生產中發揮有效作用。一方面,利用基因工程中的兩步重組法技術,能夠使生物合成肽類抗生素得到有效改造。對于肽類抗生素來說,可由微生物的非核糖體合成的方法基于多肽合成酶系中進行,多肽合成酶系具備酶與模板的功能,稱之為蛋白質模板,針對其相應的氨基酸激活功能域采取定向兩步重組取代,能夠使全新的肽類抗生素得到有效生成,例如:耶兒森氏鼠疫桿菌素的合成等[3]。另一方面,通過基因工程當中的人工改造技術,能夠使抗生素的產量及品質得到有效提升。例如:改造卡那霉素鏈霉菌當中的編碼氨基糖苷6-N-乙酰轉移酶的自身抗性基因過表達,能夠使產生菌對氨基糖苷類的抗性得到有效提升,進而使鏈霉素的產量得到有效提高。

    5結語

    通過本文的探究,認識到在抗生素生產過程中,可以利用現代生物技術,以此使抗生素的產量及品質得到有效提高。例如:基于現代生物技術中的發酵工程、酶工程、細胞工程以及基因工程均能夠在抗生素生產中發揮技術作用。因此,抗生素生產商便有必要對現代生物技術的應用加以重視,進一步為抗生素產量及品質的提高奠定夯實的基礎。

    參考文獻:

    [1]王際輝.劉詩文.肖珊.劉冰南.王晗.現代生物技術與飼用微生態制劑[J].微生物學雜志,2015,02:1-8.

    [2]簡心韻.鄧子新.孫宇輝.氨基糖苷抗生素慶大霉素:基礎研究的新進展及應用研究的新潛力[J].生物工程學報,2015,06:829-844.

    第4篇:現代生物技術范文

    關鍵詞:生物技術;農業;應用;前景

    中圖分類號:DF413文獻標識碼: A 文章編號:

    前言

    隨著世界人口的增長,農業將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講,生物技術本身有能力幫助人們提高農業生產力和保護環境,但在實踐中,生物技術作為環境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。

    一、發展農業生物技術的意義

    農業生物技術是高新技術研究的重要領域之一,它是整個生物技術及其產業發展的基礎,也是生物技術中應用最廣、最直接,最具現實意義的領域。生物技術產業是知識密集型產業,它具有投資少、產量高、回報率高等特點;它可以利用自然界的再生能源,實現可持續發展。它的發展對于解決經濟和社會發展中所面臨的人口、資源、環境等問題具有重大作用。大力發展農業生物技術及其產業,對于改變農業生產現狀,大幅度提高農產品的產量和質量,加快高產、優質、高效、可持續農業的發展,提高農業資源利用率,減少環境污染,保護良性生態平衡都具有重要意義。

    二、現代生物技術在農業生產中的應用

    1良種選育與品質改良

    在品質改良上采取的主要方法仍然是雜交育種,但雜交育種周期長,效率低,經多次回交轉育很難在短時期內選出優質又高產的新品種。隨著生物技術的不斷完善,尤其是分子生物學和基因組研究的迅速發展,為品質改良開辟了一條嶄新的途徑。Calgene公司的科學家分離到一種控制植物纖維素形成的酶的基因,將其轉入特定的樹種,可培育出纖維素含量高的對造紙業更有利的植物。

    2提高植物的抗性

    (1)抗蟲

    全世界糧食產量因蟲害所造成的損失占14%左右。長期以來,人們普遍采用化學殺蟲劑來控制害蟲,全世界每年用于化學殺蟲劑的總金額在200億美元以上。但化學殺蟲劑的長期使用造成農藥的殘留、害蟲的耐受性、環境污染等嚴重的問題,而利用基因工程的手段培育抗蟲植物新品種,除可以克服以上缺點外,還具有成本低、特異性強等優點,目前人們已獲得多種抗蟲基因,其中有蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因、昆蟲特異性神經毒素基因、幾丁質酶基因等,它們已被導入煙草、棉花、油菜、水稻、玉米、馬鈴薯等多種農作物,在抗蟲方面起到了良好的效果,并得到了廣泛的應用,有的已進入了商品化生產。

    (2)抗除草劑

    目前全世界約有除草劑2000 多個品種,在農藥市場上占有最大的份額。然而除草劑的使用有著自身難以克服的局限性,如很多除草劑無法區別莊稼和雜草,有些除草劑必須在野草長起來以前就施用,而且由于抗性草類群落的出現,導致藥劑使用量增大,對環境的危害也日益嚴重。培育抗除草劑的轉基因作物是克服這些缺點的理想途徑。

    (3)抗重金屬

    由于人類活動、礦山的開采,工業化進程的加速,空氣、土壤、水體面臨著越來越嚴重的重金污染,嚴重影響作物的產量和品質,而且通過食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀80年代,提出植物修復、超富集植物。通過基因工程技術改良植物對重金屬的抗性,增加或減少重金屬在植物體內的累積量,被認為是進行污染土壤的生態恢復以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實可行的有效途徑。

    3生物防治的應用

    微生物農藥具有對人畜安全、不破壞生態平衡、害蟲不易產生抗性等優點,但也存在著藥效速度慢、專一性強、受自然條件影響大的缺點。而利用基因工程改造微生物菌種,創造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點。

    生物技術就是利用一種生物對付另外一種生物的方法。它是降低雜草和害蟲等有害生物種群密度的一種方法。它利用了生物物種間的相互關系,以一種或一類生物抑制另一種或另一類生物。它的最大優點是不污染環境,是化學農藥等非生物防治病蟲害方法所不能比的。生物防治,大致可以分為以蟲治蟲、以鳥治蟲和以菌治蟲3大類。

    4生物技術與環境保護

    目前我國農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態環境,使得水污染日益加劇,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴重,耕地面積銳減,近10a來每年流失的土壤總量達50億t,土地荒漠化日益加劇;森林覆蓋面積下降,草場退化;人們的身體健康受到嚴重威脅,疾病發病率急劇上升。因此,提高環境質量已成為環保工作者的工作重點。

    (1)污水的生物凈化

    污水中的有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術就是酶工程技術,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上;近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。

    (2)重金屬的生物防治

    重金屬是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

    (3)化學農藥污染的消除

    一般情況下,使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中,特別是氯代烴類農藥是最難分解的,經生態系統造成滯留毒害作用。所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防治病蟲害和除雜草等功能的一大類物質的總稱,它們多是生物體的代謝產物,主要包括微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究,主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等,但長期以來并沒有得到廣泛的使用。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是桿狀病毒基因工程的改造,人們正在研究,將外源毒蛋白基因如編碼神經毒素的基因克隆到桿狀病毒中,以增強桿狀病毒的毒性;將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中,形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發育,從而達到殺死害蟲的目的。

    四 結束語

    當今,生物技術被世界各國視為高新技術,它對于提高國力,幫助解決人類所面臨的食品短缺、健康、環境及經濟問題至關重要,所以許多國家將生物技術確定為增強國力和經濟實力的關鍵性技術之一。近20 年現代生物技術的發展取得了世人矚目的成就,在農業生產領域展示了廣闊的發展前景。

    參考文獻

    [1] 曹軍平.現代生物技術在農業中的應用及前景[J]. 安徽農業科學. 2007(03)

    [2] 田萍.生物技術在動物營養與飼料研究中的應用[J]. 安徽農業科學. 2007(02)

    第5篇:現代生物技術范文

    1、現代生物技術革命和藥學發展

    以分子生物學為基礎的現代生物技術的發展,為藥物的研究和開發開辟了一條前景廣闊的道路,近幾十年的發展史雖很短暫,但進展神速,內容豐富。回顧現代生物技術發展歷程,可以看到,現代生物技術的發展,是由于受到藥學進步發展的影響;這中間體現了社會因素、現代生物技術及藥物發展的相互促進;因此,探討分析現代生物技術的發展,就要從藥學應用的歷史背景入手,通過系統的分析,對現代生物技術在藥學中應用,利用高科技手段,才能做出客觀的評價,使現代生物技術為小康社會服務,并總結歷史發展過程中的經驗教訓。充實現代生物技術發展的史學內容,有助于應對現代生物技術革命和藥學發展中的挑戰,期望還可以為生物科技領域的自主創新提供理論和經驗支持。

    2、我國生物技術產業的發展趨勢

    改革開放30多年來,隨著我國現代科學技術的發展、經濟發展的體制環境發生了重大變化,現代生物技術水平邁上了一個大臺階;由于廣大人民生活水平的提高,出于健康保健的需求,促進了現代生物技術的發展,使現代生物技術,在社會主義市場經濟中得到高速發展。近年美國已經形成五大生物技術產業區,他們的產品會在一段時間里,會繼續在全球的科技革命中保持領先地位,引領世界沖向科技界的高峰。同時,在現代生物技術里,產品中下游的分離技術、純化技術多與化工技術密切相關,因此可以預見,生物技術產業將會成為化工產業的重中之重。相信在不久,就會有許多新型的、利用現代生物技術的高檔新型活性微生物及制品,成為世界人民的主要食品的添加劑。

    2.1現代生物技術產業化的影響

    在近十幾年間,現代生物技術的發展,已經被世界科技界認定為重點發展領域,美國生物技術已經成為投資熱點。在2000年美國的生物技術工業,就獲得330億美元投資,2001年提高到410億美元,從投資額的增長中,可以看到美國投資者對生物技術企業前景的看好,也認定現代生物技術比其他高技術企業,在今后的幾十年,一定具有更長期的利潤空間。從金融市場的投資傾向分析,人類基因的發展由于得到各國的重視,成為股市中的概念股,得到股民的追捧。中國,應用基因工程對優良農林牧漁新品種的創新,也得到高速的發展,對中國經濟結構調整必將取得重要作用,培育新產業生物技術的發展,如新型獸用疫苗、活性蛋白與多膚、醫藥用酶、微生物次生代謝產物(抗生素等),已經成為我國開拓新領域的必由之路,這是中國經濟結構調整的必然對策。

    在我國市場經濟的發展中,現代生物產業發展,必將通過不同方式促進中國國民經濟發展:現代生物產業的發展,豐富了國民經濟的產業構成,并在整體上增強了國民經濟體系的穩定性。將在我國小康社會的建設中,改善其在世界經濟交往中的形象,提升我國在世界經濟市場的競爭力。

    2.2生物技術產業市場競爭的影響

    近年來,為提高我國醫藥企業自身競爭能力,為了保證人民的身體健康,我國在醫療保障方面投入了大量資金,在制藥企業的發展中實施了聯合或重組,可以使我國的生物技術產業化,轉變為以市場為動力、以資本資源優勢配置為中心的市場模式。可以預見,我國在醫藥領域的生物技術的發展,通過企業的聯合或重組,必將很快形成現代生物技術與藥學發展合作的優勢,在世界領域的生物藥品市場與國外大公司同臺競爭。

    2.3中國有不斷增大的醫藥消費市場。

    我國居民目前的藥物消費水平還很低,據統計人均不到10美元,這與發達國家相比差距很大,當前中等發達國家人均藥物消費達到40~50美元,美國的人均藥物消費更高,可以達到300美元。隨著我國小康社會的實現,為健康買單的理念,將會激發現代生物技術與藥學的發展,未來的醫藥領域的生物技術的市場必將十分廣闊。1998年全國藥品消費總額約為1000億元,人均用藥80元人民幣左右。從我國消費對象的結構來看,我國社會正逐漸步入老齡化,從1979年我國的獨生子政策實施30多年,到2013年,我國60歲以上老年人口突破2億,到2050年左右,老年人口將達到全國人口的三分之一,“銀發潮”將對我國的經濟、社會、政治、文化發展產生深遠的影響。我國新農合制度已覆蓋約8.12億人,覆蓋率達98%以上。今年,新農合全國人均籌資達到340元,其中各級政府補助增加到人均280元,新農合總籌資額可達到2700億元。隨著我國小康社會的建設,農村合作醫療的進展已經得到高速發展,農民為健康藥品的消費,必將推動現代生物技術與藥學產業市場的發展。

    第6篇:現代生物技術范文

        1現代生物技術在農業領域的應用

        1.1基因工程在農業領域的應用

        基因工程即利用分子生物學和微生物學技術,設計好不同來源的基因順序,在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞,使受體細胞表現出人們需要的表現型,產生出人們需要的物質。在農業領域應用基因工程技術,獲得的農作物優質、高產、抗性強,還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如,經過7年的努力攻關,2011年勝利突破了大面積示范(即6.67hm2示范)平均產量為13500kg/hm2的超級雜交稻第3期目標,達到了13899kg/hm2[1];運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2];運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中,使農作物能夠不受除草劑的影響,目前已生產出多種抗除草劑作物品種,應用廣泛[3]。

        1.2細胞工程在農業領域的應用

        細胞工程是指在體外培養細胞,以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交,使植物或動物個體繁殖速度加快,以獲得優良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多,如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交,可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”;將豆科植物與向日葵進行細胞雜交,可培育出具有高營養價值的“向日豆”[5]。

        1.3發酵工程在農業領域的應用

        發酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品,或直接將微生物應用到工業生產過程的一門新的技術。發酵工程主要可應用在農業領域的2個方面,一是生產傳統的發酵產品,如果酒、茯磚茶、食醋等;二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發酵工程技術,通過調控渥堆時間、使用接種劑、發酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝,進而可生產出“金花”飽滿、品質優良的茯磚茶。

        1.4酶工程在農業領域的應用

        酶工程,簡單來說就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業領域中的制酒、制醬等方面。例如,隨著我國糧食的不斷增產,一些地區出現了粗糧過剩的問題,需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段,將葡萄糖轉變為甜度大的果糖,果糖不僅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度還高50%以上。

        2微生物肥料在農業領域的應用

        2.1微生物肥料的特點

        微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在農業生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面,從狹義上講,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物發酵產生的,活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質,能夠增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性質,使作物的生長環境變得更好,使作物生長更優、產量更高。從廣義上講,生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑,包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等,此種生物體不限定,既可以是微生物,也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。

        2.2生物肥料的應用優勢

        微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優勢,可有效改善土壤的理化性質,提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業生態環境保護以及高產、優質、高效農業的持續發展中,并發揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用,對環境幾乎無污染;同時,施用量一般不大,在其生產過程中所消耗的能量也很少,因而可節約農民的施肥成本。此外,微生物肥料還可改善土壤的理化性質,減少土壤營養流失和富營養化的產生,實現土壤的可持續化利用。

    第7篇:現代生物技術范文

    【關鍵詞】食品工程;基因工程;現代生物技術

    隨著社會的不斷變革,人們的生活水平逐漸提高,對于食品安全提出了更高的要求。由此觀之,對于我們中國人而言,食品安全是極其重要的。在食品工程中,我們會用到很多技術,其中,生物技術是最較常見的。舉個例子,在食品工程中使用乳酸菌、酵母菌等。隨著社會的不斷進步,食品工程也開辟出新的發展路徑,與此同時,與生物技術更加緊密地結合在一起。與傳統的生物技術相比較,現代生物技術的效率更高,能夠更加有效地促進食品工程取得新的突破,能夠帶動整個行業的進步。所以,在食品工程中積極開發現代技術的應用,能夠幫助我們研發出更多新的產品,為食品工程創造出一片更加廣闊的發展天地。

    1.基因工程

    最近這些年以來,基因工程取得了突飛猛進的發展,開拓出越來越廣闊的發展空間。在生物學方面,基因工程應用非常廣泛,同樣,在食品工程方面,基因工程的應用范圍也逐漸在擴大。尤其是近幾年來,轉基因技術得到了非常廣泛的應用,由于轉基因食品的出現,人們更加關注食品的安全問題。實際上,這僅僅是基因工程在食品生產方面的一個應用。除此之外,基因工程在動物性食品的開發過程中也發揮著不容小覷的作用。舉個例子,2009年,我國第一次利用乳腺生物反應器生產的抗凝血酶蛋白純品,這項工程不僅對環境的危害非常小,而且不會需要過多的人血,防止病毒擴散對人體造成損傷。除此之外,這項工程的成本相對比較低,與傳統的技術相比,很多功能得到了非常大的改善。具體表現在以下兩個方面:

    1.1 優化食品工程資源及食品品質

    在食品工程中應用現代生物技術逐漸成為一種新時代的潮流。基因工程可以使很多傳統產品得到很大的改善,甚至可以利用生物技術研發出更多新的產品。與此同時,還可以增加農作物的產量。除此之外,我們可以利用反義RNA技術,讓植物或者蔬菜的成熟成為可控因素,這樣可以使蔬菜的保質期和儲存期變得久一點。同樣,這項技術也可以在畜產品身上得到淋漓盡致的發揮,以滿足更多的消費者的需求。

    1.2 改良食品工程菌種

    利用微生物菌種進行食品生產在很多食品工程中都會應用到,像我們日常生活用到的醬油、酸奶等。產品的產量以及產品的質量在很大程度上取決于微生物菌種的質量 ,因此,我們通過研究基因工程,在菌種研究中應用我們的研究成果,這是改善食品質量的一條非常重要的捷徑。比如,我們可以把A-乙酰乳酸脫羧酶的基因在啤酒酵母中進行復制,這樣就可以使啤酒的風味得到改良;在啤酒的純種發酵過程中,可以采取嗜殺酵母的措施提高啤酒的質量。再者說,在有氧條件下,乳酸桿菌的存活時間一其中蘊含的一種酶的活性正相關,而且,根據很多的研究資料顯示,這種酶能夠抗衰老、抗腫瘤,防止細胞發生凋亡,對某些基因進行克隆。這樣,就可以使保健產品的質量進一步得到保障。

    2.蛋白質工程

    最近幾年來,蛋白質工程也取得了突飛猛進的發展,這個工程主要針對于蛋白質的生產、合成等展開研究,與我們的食品工程有著緊密的聯系。當前,這項工程主要運用在對纖維素酶的性質進行優化或者使凝乳酶的性質得到改善等方面。在自然界中,我們能夠直接獲取的酶種并不多,因此,市場上的這種酶非常稀少。但是,如果我們大力開發蛋白質工程,就可以使這個情況得到有效的緩解。

    3.細胞工程

    利用細胞工程,我們可以使植物的形狀得到有效改善,也可以研制出更高效的酶制劑、添加劑等。所以,很多人都投身在這個研究之中。當前,細胞工程所涉足的領域主要是一些天然食品或者天然的添加劑,具有非常廣泛的應用范圍,而且,發展前景不可估量。因此,我們要著力開發這項技術,讓這項技術在食品工程中發揮更大的作用。

    4.生物酶工程

    最近幾年來,發達國家的酶工程發展非常迅速。發展了很多功能性食品添加劑。我們可以借助酶的催化作用,酶制劑始終保持新鮮,把外界對于酶制劑的不好的影響降低到最低,這樣既可以保持酶制劑的原有特性,又可以優化酶制劑的質量。舉個例子,溶菌酶對革蘭氏陽性菌的溶菌作用非常強,我們可以利用這個作用使乳制品、干酪、肉制品、水果的保鮮時間延長。不僅催化作用強,而且對人體沒有毒害,需要的條件也相對比較簡單。

    參考文獻:

    [1]2014年《食品工程》廣告價目表[J].食品工程. 2013(04)

    [2] 楊春瑜,李次力,石彥國,劉寧,楊春莉.國內外高等學校食品工程專業教學對比研究[J].科教文匯(下旬刊). 2013(08)

    [3] 張O.日本食品工程研究狀況[J].糧油加工與食品機械. 1994(02)

    第8篇:現代生物技術范文

    關鍵詞:現代生物技術;環境保護;能源環境;廢氣治理;廢水治理;土壤污染處理 文獻標識碼:A

    中圖分類號:X830 文章編號:1009-2374(2016)35-0109-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.053

    現代生物技術主要包括了傳統的生物技術與新型生物技術兩種模式,傳統的生物技術主要是指通過生物天然的有機體進行物質的生產的過程,而新型生物技術主要有細胞工程、基因工程以及人工改造工程等內容,將現代生物技術廣泛應用于環境保護中不僅能夠提高整個環境質量的質量和水平,同時還能優化環境保護的效果。

    1 現代生物技術在環境保護中的作用

    1.1 有利于促進能源環境的持續發展

    一個國家的物質基礎就是各種能源,能源的多少直接關系到人們日常生產生活的正常運轉,雖然我國幅員遼闊、地大物博,但是逐年增長的人口導致我國人均礦產資源的占有量較少,除此之外,我國東西部資源分布十分不平衡,人口密度分布也不均衡,這樣直接影響了能源消耗。因此將生物技術應用于環境保護中是十分必要的,只有逐步提高生物技術的整體質量和水平,才有利于可持續發展,提高環境保護的整體質量和水平。

    1.2 有利于節約生產材料和資金

    就目前發展而言,全球能源都陷入危機,尤其是一次性能源都在不斷上漲,這會給每個國家帶來不同程度的影響。對于消耗能源十分高的企業而言,發展更是舉步維艱,因此只有積極開展現代生物技術工作,才能節約生產材料和資金,節約能源的消耗和開支,從而真正實現環境保護的作用。

    2 現代生物技術在環境保護中的應用

    要想將現代生物技術廣泛應用于環境保護中,我們就要掌握環境問題的分類,只有明確了這一點才能對癥下藥。按照國家頒布的環境污染物標準可以分為廢水、廢氣、土壤污染以及白色垃圾污染、大氣污染等幾大類。各種污染物一旦排入河流就會危及到周圍居民的生命財產安全,尤其是在實際排放過程中還會夾雜著一些化學肥料廢水,這對人們的身體健康影響是非常不利的。除此之外,廢水排出之后還會導致河流變色,變為深綠色會有大量的死物漂浮在上面,從而形成了難以降解的物質,值得注意的是還有很多化合物是根本不能進行分解的;土壤污染會影響整個農業的生產,因此現代生物技術廣泛應用于環境保護中刻不容緩。下文就從廢氣、廢水、土壤污染以及白色污染等方面進行分別的論述:

    2.1 廢氣治理

    隨著我國社會主義市場經濟逐步發展,工業水平快速提高,因此城市化速度和進程都逐步加快,雖然經濟的發展為人們帶來了一定的優勢和便利,但是與此同時也存在一定的問題,比如說是空氣污染現象嚴重,如果工業生產的過程中有毒有害氣體沒有經過處理就被排出在大氣中就很容易形成大氣污染,嚴重者還會危及人類的生命健康。就目前而言,我國對于廢棄治理的方法主要有化學方法、物理方法、生物方法等內容,通過對這些技術進行改良能夠提高整個現代生物技術的質量和水平。現代生物技術主要是建立在整個雙膜基理論基礎的層面上,與過去傳統的廢氣治理方法相比較,現代生物技術的安全系數更高,并且具有成本低、效率強等優勢,因此使用現代生物技術進行廢氣治理,其安全系數更高,并且還能夠有效防止出現二次污染,基于此,現代生物技術在廢氣治理方面發揮了十分積極性的作用。

    2.2 廢水治理

    眾所周知,水是人們生命的源泉,同時也是人們日常生產生活中必不可少的資源,但是水中是含有非常多的副產品的,水的組成是十分復雜的,尤其是化工工業廢水中就含有大量的溶解劑,這種溶解劑的性質和組成都有待進一步考證,因此對其進行處理和分解是十分困難的。例如:化工工業廢水中含有大量的基化合物,這不僅會在河流中形成有害物質,同時還會危及人們的生命健康和周圍環境。由此可見,化工工業廢水的主要特征就是處理難度大、不易于分解。因此將現代生物技術廣泛應用于工業污水和生活廢水的治理過程中,能夠真正起到保護環境的作用。例如:采用現代生物技術對廢水進行治理,這種技術可以單純使用,而且還不用借助其他技術,也不涉及其他雜質,利用這種技術就能夠將化工工業廢水中存在的化合物進行處理和分離,而且還能將聚乙烯進行回收和利用,但是膜技術的缺陷就在于其成本造價較高,而且使用的周期較短,還很容易遭到污染,與此同時還能對水質進行實施監控和管理。又如:使用現代生物技術中的臭氧技術,它是一種新型而且有效的氧化劑,不僅能夠化解和處理各種廢水中的有毒物質,同時還能避免二次污染,其優勢是顯而易見的,但是缺陷就在于如果操作不當,則會造成周圍環境的危害。

    2.3 土壤污染處理

    土壤污染主要是指農藥殘留和土壤的沙化,一旦出現這種情況,就需要采用有效的現代生物技術進行治理和處理。要明確土壤污染源主要是多磷、氯以及其他微生物等,因此這就需要使用現代生物技術對其進行去除和處理,從而防止土壤中有害有毒物質的增多,主要是將其分解成為水和二氧化碳。這樣才能夠提高和優化整個土壤環境,防止出現新一次的破壞和損害,從而提高整個農業種植的質量和水平,為各種農作物的生長和發展提供一個良好適宜的環境。

    2.4 白色污染物處理

    白色污染物處理主要是指對于一系列的塑料制品進行系統的處理和分類,現如今白色污染物已經成為環境保護過程中所面臨的一項重要難題,因此只有通過現代生物技術才能夠從根本上降解塑料制品,真正破壞其中的分子結構,真正治理白色污染物,從而提高整個生物技術的質量和水平。與此同時,在對白色污染物進行治理的過程中,還需要減少成本的消費,提高整個白色污染物處理的速度,從而實現環境保護經濟效益和社會效益的最大化。

    3 現代生物技術在環境保護中應用的有效對策

    3.1 廣泛應用現代生物技術

    環境與資源的可持續利用、實現節能減排的效果,就必須廣泛應用現代生物技術,將現代生物加工、現代生物生產、現代生物管理等觀念融入到實際化工作業中去,將其中產生的垃圾和廢物進行合理的二次利用和回收,這不僅能夠大大降低資源的使用成本,提高經濟效益,從而將對環境的影響降到最低。隨著我國科學技術水平的飛速發展,只有廣泛應用現代生物技術,才能提高環境保護的整體質量和水平,進一步實現經濟效益和社會效益二者的有機結合。

    3.2 適當減少動力能源消耗

    動力能源作為日常企業的重要組成部分,在其中發揮了十分關鍵的作用,但同時動力能源也是消耗量最大的能源,供電作業和供熱作業都能夠產生諸多動力能源,只有將現代生物技術廣泛應用于環境保護中,不斷提高現代生物技術水平和質量,才能減少出現能源消耗。除此之外,在整個日常企業生產中,必然會產生大量的廢氣、廢水等污染情況,因此將現代生物技術應用于其中能夠在最大程度上優化環境保護的整體結合和方法。

    3.3 提高現代生物技術的整體水平

    現代生物技術的整體水平是節能中的核心技術,因此只有提高現代生物技術整體水平,才能起到整體優化環境的作用,減少外部的能源消耗。相關企業應該首先了解生物技術的正常反應條件,對溫度進行有效的測量和控制,有效地降低因溫度而導致的反應,從而實現資源的合理配置。例如:在化工加工中還會產生大量的水資源浪費,這就需要提高化工工藝中的排水工藝,對廢水、污水進行回收和利用,將其中的化學物質分解,這樣能夠避免污水給人們帶來的副作用,從而提高整個化工工藝的質量,減少水資源的浪費。

    3.4 提高現代生物技術工作人員自身素質

    現代生物技術工作人員作為化工企業的重要組成部分,他們自身素質的高低直接影響企業的發展好壞,因此只有逐步提高現代生物技術工作人員的自身素質和專業化水平,使其清楚地認識到現代生物技術對于環境保護的重要性,才能從根本上實現環境保護的目的。這就需要從兩方面入手:一方面,現代生物技術工作人員應該提高自身素質、轉變思想觀念,樹立終身學習的理念,真正做到與時俱進、開拓創新,在實踐的基礎上創新,在創新的基礎上實踐,熟練掌握各種現代生物技術的原理和工藝,減少在加工環節出現的污染和消耗;另一方面,相關企業應該對現代生物技術工作人員進行二次培訓,聘請國內外知名的現代生物技術人員,對員工進行教育和指導,相關企業還可以定時地對員工進行思想教育,使其充分地認識到環境保護對國家發展的重要意義,從而提高現代生物技術工作人員的主人翁地位,使其充分發揮積極性和主動性。

    4 結語

    綜上所述,現代生物技術作為環境保護的重要組成部分,在其中占有十分重要的地位。為了順應我國可持續發展戰略,相關環保企業只有制定一整套現代生物技術節能措施,才能實現企業的綠色發展。通過廣泛應用現代生物技術、適當減少動力能源消耗、提高現代生物技術的整體水平、提高現代生物技術工作人員自身素質等方法,才能從根本上提高現代生物技術的整體質量和水平,從而優化環境保護的效果。總之,將現代生物技術廣泛應用于環境保護是一項艱巨而漫長的任務,需要政府、企業、工作人員三者的共同努力,只有這樣才能實現社會發展經濟效益和社會效益最大化,真正將保護環境深入到每一個人心中。

    參考文獻

    [l] 吳善兵.現代生物技術在環境保護中的應用研究進展[J].現代農業科技,2012,(17).

    [2] 護日鵬,葉偉軍.現代生物技術在環境保護中的應用和前景[J].科技創新與應用,2013,(20).

    [3] 白曉亮,王曉嬌,張淑梅,等.現代生物技術在環境保護中的應用[J].房地產導刊,2015,(19).

    第9篇:現代生物技術范文

    一、基因工程中的篩選

    為了篩選出導人了目的基因的受體細胞,一般是在培養基中加入可檢測標記基因是否表達的物質,再根據受體細胞表現出的性狀加以選擇,有時還要考慮目的基因的導人對標記基因的影響。常用的標記基因有抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等。

    例1 目前基因工程所用的質粒載體主要是以天然細菌質粒的各種元件為基礎重新組建的人工質粒,pBR322質粒是較早構建的質粒載體,其主要結構如圖一所示:

    (1)構建人工質粒時要有抗性基因,以便于_______________。

    (2)pBR322分子中有單個的BarnH Ⅰ限制酶作用位點,現將經BarnH Ⅰ處理后的質粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因,通過DNA連接酶作用恢復_______________鍵,成功地獲得了重組質粒。說明_______________。

    (3)為了檢測上述重組質粒是否導入原本無ampR和tetR的大腸桿菌,將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養基上培養,得到如圖二的菌落。將滅菌絨布按到培養基上。使絨布面沾上茵落,然后再將該絨布按到含四環素的培養基上,經過培養,得到如圖三的結果(空圈表示與圖二對照無菌落的位置)。與圖三空圈相對應的圖二中的茵落表現型是_______________,圖三結果顯示,多數大腸桿菌導入的是_______________。

    解析 (1)質粒上的抗性基因可作標記基因,便于鑒定受體細胞中是否導人目的基因。

    (2)DNA連接酶能連接磷酸二酯鍵。經BamH Ⅰ處理后的質粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因能連接起來,說明這兩種酶切割獲得的黏性末端相同。

    (3)進行導入操作時,普通質粒和重組質粒都可能導入受體細胞,而目的基因自連的環狀物無法導入。在導入操作后存在三種受體細胞的混合物:多數沒有導人任何質粒的受體細胞(普通受體細胞)、很少導入pBR322質粒的受體細胞(不含目的基因)和導人重組質粒的受體細胞(獲得目的基因)。圖二中的菌落能抗氨芐青霉素,將滅菌絨布按到圖二中培養基上,使絨布面沾上菌落,然后將絨布按到圖三含四環素的培養基上培養,仍能生長的也能抗四環素,空圈為不能抗四環素的(只能抗氨芐青霉素)。圖三結果顯示,多數大腸桿菌既能抗氨芐青霉素,又能抗四環素,說明導入的是pBR322質粒,而不是重組質粒(重組質粒的四環素抗性基因被切斷,不能表達,因此含重組質粒的大腸桿菌只抗氨芐青霉素)。

    答案 (1)篩選(鑒別目的基因是否導入受體細胞) (2)磷酸二酯兩種限制酶(BamH Ⅰ和BgtⅡ)切割得到的黏性末端相同 (3)能抗氨芐青霉素,但不能抗四環素pBR322質粒

    二、植物細胞工程中的篩選

    對雜種植物細胞的篩選,常用方法分析如下:①細胞系互補選擇法:包括葉綠體缺失互補、營養缺陷互補和抗性互補等;②物理特異性差異選擇法:利用兩個原生質體的物理特異性差異的選擇,包括原生質體的大小、顏色、浮密度等的不同進行選擇;③生長特異性差別選擇法:根據兩種原生質體親本的生長特異性來選擇。

    例2

    右圖為細胞融合的簡略過程(只考慮兩個細胞的融合),若A、B是基因型分別為rrHH、RRhh兩個煙草品種產生的花粉,且這兩對基因位于非同源染色體上,由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用,在光照度大于800 lx時,都不能生長。

    (1)實驗開始時必須用_______________除去不利于原生質體融合的物質。

    (2)實驗中除獲得雜種細胞外,還有基因型為_______________的融合細胞。

    (3)設計一方法(不考慮機械方法),從培養液中分離出雜種細胞,方法:_______________。

    解析 (1)利用酶的專一性,既能有效去除細胞壁,又不損害原生質體;

    (2)融合細胞可以是同種的兩個細胞融合(基因型為rrHH或RRhh),也可是不同種的兩個細胞融合(基因型為RrHh);

    (3)基因型為rrHH或RRhh融合細胞不能在大于800 lx光照下生長,雜種細胞(RrHh)能在大于800 lx光照下培養,能增殖分化。

    答案 (1)纖維素酶和果膠酶 (2)rrHH、RRhh (3)置大于800 lx光照下培養,收集分化的細胞團

    三、單克隆抗體制備中的篩選

    在單克隆抗體制備過程中有兩次篩選:第一次篩選是B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合后,形成B淋巴細胞一B淋巴細胞、骨髓瘤細胞一B淋巴細胞、骨髓瘤細胞一骨髓瘤細胞以及未融合的親本細胞等多種細胞成分,從混合細胞中選出雜交瘤細胞;第二次篩選是從雜交瘤細胞中進一步選出能產生特定抗體的雜交瘤細胞。第一次篩選通常在HAT培養基中進行,利用代謝缺陷補救機理篩選出雜交瘤細胞。第二次篩選最常用的方法是有限稀釋法,其基本過程為:將處于對數期的雜交瘤細胞用培養液充分稀釋后,接種在多孔的培養板中,然后用酶聯免疫吸附試驗測定。

    例3

    下圖表示用生物工程制備人抗A抗體的過程。請回答下列問題:

    (1)人的紅細胞膜表面有被稱為凝集原的特異_______________:從免疫學角度看,這種凝集原是_______________。

    (2)圖中細胞中1是小鼠體內注入人A型血紅細胞后而獲得的_______________細胞,這種細胞具有產生_______________的特點,但難以在體外培養。甲培養皿中培養的細胞2,是從患骨髓瘤的小鼠體內獲取的骨髓瘤細胞,這種細胞在體外培養時能_______________,但不會產生抗體。

    (3)為了能充分發揮上述兩種細胞各自的特點,經特殊處理,在促細胞融合因子的作用下,兩種細胞發生融合,形成圖中的細胞3,這種細胞稱為_______________。把它在乙培養皿中進行培養,則能產生大量的細胞群,這種方法稱為_______________。

    (4)過程①的主要目的_______________。通過過程②或③的培養方法能產生大量_______________抗體。

    解析 (1)根據對細胞膜組成成分分析,膜上具有特異性的物質是糖蛋白或蛋白質,而紅細胞表面的凝集原具有細胞識別功能、位于細胞膜外表面,因此推測凝集原最可能是一種糖蛋白,這種特異糖蛋白,在免疫學上稱為抗原。

    (2)依據單克隆抗體制備過程分析,圖中1應代表從經使用人A型血紅細胞免疫的小鼠體內獲得能產生抗A抗體的效應B細胞(或稱免疫B細胞),由于效應B細胞是高度分化的細胞,不能分裂。圖中2代表骨髓瘤細胞,它具有在體外無限增殖的特點。圖中3代表兩類細胞融合形成的雜交瘤細胞。細胞通過增殖產生大量子細胞群過程稱為克隆。

    (3)由于融合得到的不一定是能產生抗A抗體的雜交瘤細胞,因此細胞融合后,還要經過篩選,將篩選獲得的雜交瘤細胞經體內或體外培養,最終可以大量產生抗A抗體。

    答案 (1)糖蛋白 抗原 (2)免疫B淋巴 單一的抗A抗體(或單一的特異性抗體)快速大量增殖 (3)雜交瘤細胞單克隆 (4)篩選出能產生單一抗A抗體的雜交瘤細胞抗A單克隆

    鞏固練習

    1.單克隆抗體制備過程中,骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后,要用特定培養基篩選出雜交瘤細胞,在這種培養基上不能存活增殖的細胞是( )。

    ①B淋巴細胞;②小鼠骨髓瘤細胞;③B淋巴細胞自身融合細胞;④小鼠骨髓瘤細胞自身融合細胞;⑤雜交瘤細胞。

    A.①②③④ B.①③⑤ C.②④ D.②③

    解析單克隆抗體制備過程中,骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合時,發生了以下三種情況:未發生融合的細胞(B淋巴細胞、小鼠骨髓瘤細胞)、自身融合的細胞(B淋巴細胞自身融合、小鼠骨髓瘤細胞自身融合)以及骨髓瘤細胞與單個淋巴細胞融合的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞是制備單克隆抗體所必需的,因此,將其篩選出來。本題考查的是雜交瘤細胞篩選的機理和方法。

    答案 A

    2.研究人員想將生長激素基因通過質粒導入大腸桿菌細胞內,以表達產生生長激素。已知質粒中存在兩個抗性基因:A是抗鏈霉素基因,B是抗氨芐青霉素基因,且目的基因不插入到基因A、B中,而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。則篩選獲得“工程菌”的培養基中的抗生素首先應該( )。

    A.僅有鏈霉素

    B.僅有抗氨芐青霉素

    C.同時含鏈霉素和抗氨芐青霉素

    D.無鏈霉素和抗氨芐青霉素

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