生物技術與基因工程精選(九篇)

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第1篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞：生物技術；醫藥；食品；應用；展望；安全

中圖分類號：94 文獻標識碼：B 文章編號：1009-9166（2009）02（c）-0069-02

一、醫藥生物技術

醫藥生物技術是生物技術首先取得突破，實現產業化的技術領域。在現代醫藥生物技術中，當前最活躍、應用最廣泛的為基因工程技術和細胞工程技術，人們利用基因改造后的生物體可以制備大量的新的基因工程藥物(所謂基因工程藥物就是先確定對某種疾病有預防和治療作用的蛋白質，然后將控制該蛋白質合成過程的基因取出來，經過一系列基因操作，最后將該基因放入可以大量生產的受體細胞中去，這些受體細胞包括細菌、酵母菌、動物或動物細胞、植物或植物細胞，在受體細胞不斷繁殖過程中，大規模生產具有預防和治療這些疾病的蛋白質，即基因疫苗或藥物)，進而生產各種導向藥物，各種特異性的免疫診斷試劑、核酸檢測試劑、生物芯片等。基因工程藥物已經走進人們的生活，利用基因治愈更多的疾病不再是一個奢望。

1、生物技術藥品的生產。基因工程藥品的生產，包括干擾素、白細胞介素、紅細胞生成素、血小板生成素四個藥品以及基因工程。利用基因工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程對傳統醫藥產業進行技術改造，成為現代生物技術制藥產業的包括維生素c、激素類藥品和抗生素的生產以及氨基酸生產等。利用現代生物技術的提取、分離、純化等下游技術使生化制劑升級換代。其中，乙肝疫苗形成了基因工程產品體系。它是基因工程藥物對人類的貢獻典例之一，以下將以此為例說明基因工程藥物的應用：像其他蛋白質一樣，乙肝表面抗原（HBSAg）的產生也受DNA調控。利用基因剪切技術，用一種“基因剪刀”將調控HBSAg的那段DNA剪裁下來，裝到一個表達載體中，再把這種表達載體轉移到受體細胞內，如大腸桿菌或酵母菌等；最后再通過這些大腸桿菌或酵母菌的快速繁殖，生產出大量我們所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。過去，乙肝疫苗的來源，主要是從HBV攜帶者的血液中分離出來的HBSAg，這種血液是不安全的，可能混有其他病原體[其他型的肝炎病毒，特別是艾滋病病毒（HIV）的污染。此外，血液來源也是極有限的，使乙肝疫苗的供應猶如杯水車薪，遠不能滿足全國的需要。基因工程疫苗解決了這一難題。而且基因工程乙肝疫苗（酵母重組）與血源乙肝疫苗可互換使用。據臨床報道，基因工程乙肝疫苗（酵母重組）能夠成功地加強由血源乙肝疫苗激發的免疫反應，對一個曾經接受過血源乙肝疫苗的人，完全可以換用基因工程乙肝疫苗（酵母重組）來加強免疫。臨床研究表明，人體對基因工程乙肝疫苗（酵母重組）有很好的耐受性，無嚴重副反應出現，表明基因工程乙肝疫苗（酵母重組）是非常安全的，在我國基因工程乙肝疫苗已使用1500萬人份以上，如此大規模接種，尚未出現嚴重副反應報道。正是基于1996年我國已有能力生產大量的基因工程乙肝疫苗，我國才有信心遏制這一威脅人類健康最嚴重、流行最廣泛的病種。大量臨床資料表明：它是一種安全有效的制品，它的抗體陽轉率在95%以上，母嬰阻斷率在85%以上，它能降低乙肝感染率、攜帶率，成為控制乙肝的一種重要手段。基因工程乙肝疫苗（酵母重組）因是一個新產品，有關免疫持久性試驗仍在進行之中，從所觀察5年資料看，可以保護5年，是否能保護更長時間仍需實驗證實。科學研究表明：基因工程乙肝疫苗（酵母重組）可刺激人體產生免疫記憶反應，因此，長期受益是可能的。2、醫藥生物技術的帶動作用。隨著現代生物技術的應用，必然引起一些產業的發展。例如，隨著醫療診斷水平的提高，酶診斷試劑和免疫診斷試劑的生產必然達到更高水平；海洋藥物和中藥的開發應用技術也會有所改進；保健品的生產也已顯出強勁的勢頭。3、展望。人類基因組測序工作的完成，人們期待已久的人類基因密碼的破譯，會使我們對人的健康與疾病起因有更深入的認識，隨之而來的將是更多的新防治藥物的產生和新療法的問世，為基因工程制藥產業帶來新的發展契機。然而，第一張人類基因組測序工作草圖尚未弄清所有人類基因的功能，一旦人的基因產物（即活性蛋白質）被表達出來，將會有幾千種具有特殊療效的現代藥物誕生。我們樂觀地期待著這場新藥革命的來臨。

二、食品生物技術

食品生物技術就是通過生物技術手段，用生物程序、生產細胞或其代謝物質來制造食品，改進傳統生產過程，以提高人類生活質的科學技術。生物技術在食品工業中的應用首先是在基因工程領域，即以DNA重組技術或克隆技術為手段，實現動物、植物、微生物等的基因轉移或DNA重組，以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程改良食品加工的原料、改良微生物的菌種性能、生產酶制劑、生產保健食品的有效成分等。其次是在細胞工程的應用，即以細胞生物學的方法，按照人們預定的設計，有計劃地改造遺傳物質和細胞培養技術，包括細胞融合技術及動、植物大量控制性培養技術，以生產各種保健食品的有效成分、新型食品和食品添加劑。再次是在酶工程的應用。酶是活細胞產生的具有高度催化活性和高度專一性的生物催化劑，可應用于食品生產過程中物質的轉化。繼淀粉水解酶的品種配套和應用開拓取得顯著成效以來，纖維素酶在果汁生產、果蔬生產、速溶茶生產、醬油釀造、制酒等食品工業中應用廣泛。最后是在發酵工程的應用，即采用現酵設備，使經優選的細胞或經現代技術改造的菌株進行放大培養和控制性發酵，獲得工業化生產預定的食品或食品的功能成分。還有一些功能性食品如高鈣奶、蜂產品、螺旋藻、魚油、多糖、大豆異黃酮、輔酶Q10等。

作為一項極富潛力和發展空間的新興技術，生物技術在食品工業中的發展將會呈現出以下趨勢：

1、大力開發食品添加劑新品種。目前，國際上對食品添加劑品質要求是：使食品更加天然、新鮮；追求食品的低脂肪、低膽固醇、低熱量；增強食品貯藏過程中品質的穩定性；不用或少用化學合成的添加劑。因此，今后要從兩個方面加大開發的力度，一是用生物法代替化學合成的食品添加劑，迫切需要開發的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素等；二是要大力開發功能性食品添加劑，如具有免疫調節、延緩衰老、抗疲勞、耐缺氧、抗輻射、調節血脂、調整腸胃功能性組分。2、發展微生物保健食品微生物食品有著悠久的歷史，醬油、食醋、飲料酒、蘑菇都等屬于這個領域，它們與雙歧桿菌飲料、酵母片劑、乳制品等微生物醫療保健品一樣，有著巨大的發展潛力。微生物生產食品有著獨有的特點，繁殖過程快，在一定的設備條件下可以大規模生產；要求的營養物質簡單；食用菌的投入與產出比高出其它經濟作物；易于實現產業化；可采用固體培養，也可實行液體培養，還可混菌培養；得到的菌體既可研制成產品，還可提取有效成分，用途極其廣泛。3、轉基因生物技術為農業、醫學及食品等行業的騰飛注入了新的動力，直接加快了農業新品種的培育改良、各種疾病的防治、食品營養改善和生態環境管理。轉基因技術的開發可以加速農業、林業和漁業的發展，提高農作物產量，進而通過未來基因食品解決發展中國家人民的饑餓以及營養不良等問題。現時最普遍的轉基因食品是大豆及玉米，占總數量的八成。加上棉花、油菜加在一起達到99%，還有番茄，如抗黃瓜花葉病毒的番茄和一種晚熟的番茄；還有也是抗黃瓜花葉病毒矮牽牛的甜椒；另外，也有一些獸用的飼料添加劑和微生物的農用產品。其中食用油是其中比較大的一塊。食用油業內人士指出，目前食用油中約有80%~90%為轉基因食品，這是由于目前市場上占主導地位的調和油、大豆色拉油，大部分是采用含轉基因的原材料制成的。消費者要在超市里買到一瓶非轉基因大豆油并不容易。因為目前的大豆色拉油、調和油其主要原料都是進口轉基因大豆。由于目前市場上還沒有轉基因的有花生、橄欖及葵花子，因此所有花生油、橄欖油及葵花子油都屬于非轉基因食品。一些產品，也可能與轉基因有關，如餅干、即溶飲品及沖調食品，飲料和奶制品，啤酒，嬰兒食品及奶粉，膨化食品與零食，糖果、果凍和巧克力、雪糕等。

食品生物技術如同一把雙刃劍，有利也有弊。轉基因食品是不是有利，取決于轉什么基因，或者基因轉到什么食品里。因此，政府應該采取積極措施，隨時公開基因食品的研究成果，以足以博取信任的方式與公眾進行溝通。總之，生物技術已深入到食品工業的各個環節，對食品工業的發展發揮越來越重要的作用。隨著它的不斷發展，必將給人們帶來更豐富，更有利于健康，更富有營養的食品，并帶動食品工業發生革命性變化。展望21世紀基因食品的發展，未來生物技術不僅有助于實現食品的多樣化，而且有助于生產特定的營養保健食品，進而治病健身。

作者單位：中國藥科大學

作者簡介：童欣（1987年-），女，漢族，廣東樂昌人，中國藥科大學生科院2005級生物技術本科生

參考文獻：

[1]林稚蘭.功能性食品的熱點與走向.北京大學生命科學學院.2005.05.11

第2篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞：現代生物技術；環境工程；應用

經濟發展與城市建設作為當前時展的主流與基本趨勢，盡管在多年來已經取得了顯著的成就，然而由于城鎮在自身發展的過程中過于追求經濟效益，而忽視了必然的社會效益，生態環境問題油然而生。針對當前愈演愈烈的環境問題，只有不斷完善發展環境工程項目體系，不斷創新發展已有的現代生物技術，才能真正在探索解決環境問題新方法的基礎上，實現經濟效益和社會效益的有效統一，真正為人類的可持續發展做出重要貢獻。

1現代生物技術在環境工程中的應用

現代生物技術在構成上主要以DNA技術為基本引導，包括一系列生態高新技術，例如細胞工程技術、基因工程技術、微生物工程技術、生物修改技術等。從環境工程的角度來看，由于該技術具有無污染、再生方便、循環性強等基本特征，因此在環境工程中具有較高的應用價值，能夠在確保生態環境友好的基礎上追求最大化的經濟效益。下面將以生物技術和基因工程技術為例來具體論述。

1.1生物技術的應用

生物技術在生態環境工程中的作用體現在多個方面，以醫學為例，DNA重組技術的出現使得血漿蛋白相關臨床病理特征不再那么神秘。研究人員開始利用生物及時對血漿蛋白進行結構上的優化處理，并通過母體繁殖的方法，制造出了大量的人體蛋白，而這些蛋白在臨床上都具有極高的應用價值和顯著療效。與常規的臨床治療技術進行對比，生物技術的優勢特征主要體現在兩個方面，首先，生物技術的副作用低，由于人體蛋白是經由生態技術所獲取的，因此應用于人體具有很高的適用性，不良反應發生率極低；其次，由于生物技術能夠通過作用與人體網絡功能體系的方式來達到綜合醫療的臨床診治效果，因此比常規的化學療法或放射性療法具有更高的臨床適用性。

1.2基因工程技術的應用

以植物基因工程技術為例，隨著當前基因工程技術的不斷創新發展，我們已經構建起了完善系統的生物技術體現，經由將植物基因工程的相關研究內容放置到標準操作流程當中，不僅能夠植物基因工程在實際操作過程中科學性和準確性，同時還能夠幫助研究人員研制出更多的轉基因植物，進而產生大量的醫學蛋白，為醫學發展創造有利條件。

2現代生物技術繼續發展的建議

當前現代生物技術的創新發展對生態環境工程建設活動起了重要的推動作用，而為了適應當前日益增長的環境保護與綠色發展的要求，就需要我們進一步地發展現代生物技術的重要作用。由于上文針對生物技術和基因工程技術展開了論述，下面將繼續就這兩點分析繼續發展壯大現代生物技術的建議措施。

2.1提供生物技術在能源問題的應用效率

能源問題作為時展與經濟建設的重要問題，與生態環境之間有著密切的關系。這就給我們以有益提示，在發展生態技術的過程中，應當強調將生物技術與能源開發與利用有機地結合起來，一方面不斷提高舊能源的利用效率，另一方面不斷研究探索新型能源與綠色能源，著力轉變能源應用的傳統地位，嘗試新思路與新途徑。可以說，基于生物技術的能源開發與利用是未來經濟發展的重要途徑與趨勢之一。

2.2強化轉基因工程及時在環境自治問題上的應用效果

生態環境問題在迫使人類開始重新審視人與自然關系的同時，也開始讓人從環境保護的基本思路轉變為強調提高環境的自治能力，因此如何在發展的過程確保生態環境的自我恢復能力，已經成為當前環境工程的重要研究課題。以轉基因工程技術為例，通過將轉基因技術與新植物培育與養殖有機地結合起來，從而達到植物品種改良、土壤優化的目的。此外，研究人員還可以考慮改良一些具有顯著吸附能力的植物，通過將土壤中一些已經超標的金屬元素予以有效吸收，在提高土壤自身恢復能力的基礎上，提高當地生態環境的自治能力。另一方面，經由轉基因工程技術所培育出的植物在應用過程中能夠兼具經濟效益和社會效益，這就達到了二者的有機協調。

3結語

事實上，現代生物技術所涵蓋的范圍與內容及其廣泛，由于篇幅原因，本文在此只是簡單地選取了生物技術和基因工程技術兩方面的內容。當前現代生物技術在生態環境工程中的應用價值與實際效果已經為人為熟知，為了確保現代生物技術能夠在未來更好地為環境問題作出重要貢獻，就需要不斷實現該技術的創新與發展，不斷將現代生物技術與生態環境工程有機地結合起來，達到經濟效益和社會效益的和諧統一。

參考文獻

[1]孫毅.現代生物技術應用與環境保護研究的新進展[J].科技情報開發與經濟,2012,7(14)26-17.

第3篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞：生物技術制藥；教學實踐；教學改革；教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0143-02

生物技術藥物因毒副作用小、取材方便迅速，靶向作用強而被人們所接受，生物藥品得到了迅猛發展，形成了新興的生物制藥高技術產業。生物技術制藥是應用基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等現代生物技術研制蛋白質或核酸類藥物。由于其重要的應用價值，生物技術制藥也被選為生物技術專業的一門專業選修課。重點探討生物技術新藥設計思路、基因工程等技術研制新藥的基本原理和方法。但由于該門課程是在繼微生物學、生物化學、分子生物學、基因工程原理及技術、產品分離分析等課程學習的基礎上開展的一門應用性、實踐性強的學科。所以其在內容上具有廣、多、繁雜、與其他生物技術課程內容相互交叉、應用性強等特點，如何選好教學內容，使用恰當的教學方法直接決定著該門課程的教學質量。近幾年我們從教學重點的選擇、教學內容的優化及教學方法的改革上進行了探索，取得了較好的效果。

一、調整課程結構，避免重復，突出重點

目前生物技術所包含的主要技術范疇有基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程及生化工程。因此基因工程原理及技術、細胞生物學、生物化學、分子生物學、微生物學等是目前生物技術專業的支撐學科，其內容也會被老師重點講授，讓學生牢固掌握。生物技術制藥課程是建立在以上各種生物技術在制藥領域中的實踐性，應用性較強的一門專業課程，因此，在內容上該門課程覆蓋面廣，同時又不可避免地與以上各相關課程相互交叉，這使得授課難度較大，如果按照各章節內容全面講授，會使學生感覺繁雜而乏味。這就需要根據本課程的特點和實際教學情況，大膽地進行課程改革，修改教學大綱，重點突出“生物技術”與“藥物”的有機結合，把與其他課程交叉的內容在妥善協調的基礎上不再贅述，進行明智取舍，這樣可使得教學重點突出，內容得到了精簡。課程由原來的32學時調整為24學時。

二、立足生物技術科學發展前沿，優化教學內容

目前課堂教學還是學生獲取知識的主要形式。我們在講授課程內容上求精求新，以增長知識，注重實踐為目的，以闡明基本原理和研究設計思路為重點，結合科研中的最新研究實例介紹基本工藝，緊跟學科前沿和國家的發展需求，使授課內容貼近前沿、貼近生活與現實，培養學生的實踐和創新意識。如基因工程制藥是生物技術制藥課程的重點內容，我們在講授這一內容時首先會給同學們介紹制備基因工程藥物的基本過程，讓學生掌握基因工程制藥的設計思路。然后我們會選擇幾個近期剛公開的專利作為實例介紹基因工程制藥的具體工藝，讓同學們將學到的理論與實際應用相結合，增強實踐意識。最后我們進一步給同學們介紹目前我國863計劃的實施情況，告訴他們基因工程藥物、疫苗和基因治療是國家863計劃八個領域中的20個主題之一。這樣的授課內容立刻激發了學生學習的積極性和主動性，使他們真正感受了到生物技術制藥的重要性，增強了學生的實踐和創新意識。

三、改進教學方法，充分調動學生主觀能動性

鑒于生物技術制藥的授課對象是已學了許多專業課的大四的學生這一情況，我們采取部分講授內容先由學生發言、討論，再由老師點評、補充總結的辦法，使學生參與到課堂教學中來，讓學生產生互動，活躍課堂教學氣氛。比如我們在講利用植物基因工程生產藥物的實例時我們講了一項近年剛公開的專利“利用水稻胚乳細胞作為生物反應器生產重組人血清白蛋白”。這個實驗的具體內容對學生來說是新穎的，但從設計思路上同學們應該并不陌生，因為他們前期已經學習了分子生物學、基因工程原理及技術等分子生物學知識，同時他們也學習了植物組織培養等課程，了解了一些植物轉化體系及轉基因的方法。只是同學們將零碎知識系統起來分析解決實際問題的能力欠缺一些。于是我先讓同學們自己設計思路，解決問題。最后老師在屏幕上放映了專利的完整內容，同學們感覺解決實際問題并不太難，自己學的東西原來離實際應用這么近。學習積極性得到了極大提高。

四、合理使用教學手段和工具，使抽象的內容直觀化

目前多媒體因為具有圖、文、聲并茂，能使教學內容形象生動等特點而成為大學教學過程中最主要的教學手段。但有時我們會在教學過程中遇到演繹性強或最新發展的一些內容，這些內容并不容易用多媒體來演示，或找不到適合用多媒體演示的資料，這時我們要采用多種教學手段，充分利用身邊的教具將抽象的內容講解清楚。比如我們在講酶工程制藥中的分子印跡酶時，有些同學對“分子印跡”這一術語理解不透，于是我們從超市買來了小朋友愛玩的橡皮泥及一些簡單的小模具。我們將小刀比作模板分子，將一小塊、一小塊的橡皮泥比作功能單體，當橡皮泥在小刀周圍聚合后，取出小刀則形成了可以與小刀相匹配的空腔，我們將形成這個腔的過程稱為印跡，同學們對這一術語立刻豁然開朗。

五、以科研促教學，提高教學質量，提高學生創新能力

現代生物技術的發展日新異，新理論、新方法發展很快，有些新內容只靠從文獻中查閱有時會很難透徹理解，導致在課堂講授過程中心里沒底，而如果我們自己的科研工作正好涉及這一領域，則講授起來就會有完全不同的感覺，這一點劉慶昌老師在“幾點教學體會”中也有所提及。如果再在授課中添加一點自己最新的研究成果則會取得更好的效果。這樣既會極大地提高學生學習的興趣，激發學生的學習熱情，同時又會提高老師在學生心目中的形象，達到了極好的效果。比如我在講植物細胞工程制藥一章時會結合國家目前正在實施的“轉基因生物新品種培育重大專項”和自己的研究內容講到一些新的重要功能基因及表達元件的克隆及功能鑒定，這些內容學生非常感興趣，同時引導同學去想，去做，極大地提高他們的學習熱情，激發了創新欲望，有的同學主動要求課余時間給老師當科研小助手。

六、寓德育教育于理論教育之中，增強學生的責任感，激發愛科學、愛祖國的熱情

在大學教育中，除了幫助學生獲得必要的知識、技能和能力外，幫助學生豐富和加強積極向上的健康的情感，幫助學生形成和發展優良的思想道德品質是大學教學的另一個重要目標。我們在教授理論知識的同時，注意將育人教育寓理論教育之中，培養學生積極向上的情感和愛國、愛科學的熱情，取得了較好的效果。比如在講基因工程制藥一章時會講到實例干擾素。我們告訴同學們基因工程人干擾素α-1b是世界上第一個采用中國人基因生產的基因工程藥物。是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。然后我們再進一步以α-1b干擾素的研發、生產為例，介紹中國生物工程產業化的發展歷程，使同學們通過了解深圳科興生物制品有限公司的艱難創業、發展低谷和再創輝煌的發展歷程，取得了較好的效果。當講到該公司的艱難創業時教室里靜悄悄的，同學們屏息凝氣，靜靜地聽著。隨著老師的講解當教學屏幕上出現“中國人是不甘落后的！再創輝煌！”時教室躁動起來了，同學們的臉上開始浮現出喜悅的表情，不少同學開始小聲地交頭接耳，臉上的表情由喜悅逐漸變成了一種自豪。當老師再次講到現在人類基因組計劃已經測序，有很多的疾病都可以通過基因工程藥物來治療時有的同學在摩拳擦掌。

總之，教學質量的提高離不開老師的辛勤工作和努力，但通過我們的精心設計和實施，取得較好的教學效果時我們又會深深地體會到教師在教學中的樂趣和價值。

參考文獻：

[1]張晶，華子春.細胞生物學課程體系優化的實踐與思考[J].中國細胞生物學學報，2011，33（6）：716-719.

[2]劉慶昌.幾點教學體會[J].中國大學教學，2004，（7）：3-14.

第4篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞：生物技術 發展現狀 發展趨勢

一、前言

我國的生化工程學科是在20世紀80年代初開始建立的，20多年來我國經歷了將化工技術用生物技術和融合生物技術知識發展生化工程的2個階段。[1]生物技術服務的領域主要包括醫藥、農業、食品、化工、冶金、能源等方面。在與人類健康有關的重要領域，已能設計和制造臟器、診斷試劑以及治療藥物；在農業上，能夠制造獸藥，培養植物細胞、利用基因工程和細胞工程技術獲得抗病毒、抗蟲、抗除萎劑、抗凍、抗旱、抗鹽、保鮮、高蛋白、高養分的植物新品種和良種家禽、家畜；在化工方面，生產氨基酸、生物大分子及基本有機化工產品，如乙醇、丁醇、丙酮等，利用基因工程技術和細胞融合得到高產工程菌，為化工生產提供高效、低成本的新途徑；另外在“三廢”處理、低品位金屬提取、生物能源、煤的氣化和液化等方面都有不同進展。這些技術的豐富交叉引起了世界各國的強烈興趣，生物技術商品化的競爭已經到來。

二、生物技術定義

所謂生物技術，即為應用生命科學研究成果，以人們意志設計，對生物或生物的成分進行改造和利用的技術。現代生物技術綜合分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、化學、物理學、信息學、計算機等多學科技術，可用于研究生命活動的規律和提品為社會服務等。20世紀30年代生物技術以發酵產品為主干，40年代抗生素工業成為生物技術產業的支柱產業，50年代氨基酸發酵和60年代酶制劑工程相繼出現，到70年代DNA重組技術使生物技術得到了突飛猛進的發展，并與信息技術、材料技術及能源技術共同構成了人類新的技術革命的基礎。[2]

生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融和的產物，其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程，還包括微生物工程、生化工程、細胞工程及生物制品等領域。

三、生物技術的發展現狀

近些年來，以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。所謂生物技術（Biotechnology）是指“用活的生物體（或生物體的物質）來改進產品、改良植物和動物，或為特殊用途而培養微生物的技術”。生物工程則是生物技術的統稱，是指運用生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等原理與生化工程相結合，來改造或重新創造設計細胞的遺傳物質、培育出新品種，以工業規模利用現有生物體系，以生物化學過程來制造工業產品。簡言之，就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業化的過程。

鑒于世界上技術先進，經濟發達國家對生物技術的高度重視，面對世界新技術革命的挑戰，我國“863”高科技發展計劃把發展生物技術放在首位，結合我國國情，以解決發展我國農業、醫藥中存在的關鍵技術為重點，確定了三個主題：一是高產優質抗逆的動植物新品種、二是新型藥物、疫苗和基因治療、三是蛋白質工程。

四、生物技術的發展趨勢

（一）生物技術在農業中的發展趨勢

充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源，分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩，以期在以“基因”為核心的生物技術產業中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環境安全性評估，借鑒國外的成功經驗，防止轉基因植物危害的發生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡，研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此，在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律的蛋白質學的發展和成熟，必將與基因組研究互相補充，給農業生物技術帶來革命性改變。建立一支專門的農業生物技術隊伍，尤其是基因工程專業隊伍，杜絕一哄而上，避免人財物的無謂浪費，把有限的資金用在刀刃上。

（二）生物技術在環境中的發展趨勢

在污染的處理過程中，傳統的物理或化學處理方法常伴隨二次污染，且運行費用高，處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性，并可將其作為代謝底物降解和轉化因此，生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢，是保障可持續發展的一項最有力的技術措施。[3]

生物技術的發展趨勢將朝著傳統技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發展，研究高效快速的工藝流程。

（三）生物技術在工業中的發展趨勢

工業生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力，即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環境問題.隨著生物技術突破性進展，使得人類可以設計和構建新一代的工業生物技術，可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發展的重中之重。

四、結語

生物技術是2l世紀改變人們生活方式最重要的科技手段。發展生物技術，實現產業化，將為國民經濟培育新的增長點。大力發展生物技術和生物技術產業，需要有高水平的專業技術人才，只有高水平的專業技術人才才能掌握現代生物技術，為實現和發展生物技術產業作出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]歐陽藩.生物技術發展現狀及發展戰略[J].現代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿禮嘉，顧紅雅，胡蘋等.現代生物技術導論[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]沈齊英，葛明蘭.環境生物技術的發展和現狀[J].北京石油化工學院學報， 2001（2）：33-36.

第5篇：生物技術與基因工程范文

因為明確反思性教學的內涵是搞好任何專業學科反思性教學的必要條件,所以在探討民族地區本科院校生物技術專業基因工程反思性教學的意義與策略之前,我們先對反思性教學的內涵進行初步的分析。關于反思性教學的內涵,目前在我國教育界的學者們尚缺乏統一的認識。例如,熊川武認為,教學反思是教學主體借助行動研究,不斷地探究與解決自身和教學的目的、教學工具等方面的問題,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,努力提升教學實踐的合理性,使自己成為學者型教師的過程；而王俊英和張志泉則認為,反思性教學是教學主體借助反思,從自身發展,教學目的、內容、方法策略等方面不斷思考學與教的效率問題,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,使自己成為高效的教學主體或學習主體的過程。仔細比較上述觀點,不難得出如下結論:第一、前一觀點強調反思性教學的主要措施是行動研究法,通過反思性教學要達到三個目的:一是解決教學中出現的問題,二是不斷提升教學實踐的合理性,三是把教學主體自己培養成學者型教師；而后一觀點則認為反思性教學的主要手段是教學主體的自我反思,通過反思性教學要達到的目的主要是不斷提高教學或學習的效率。第二、兩種觀點都主張在實施反思性教學的過程中,要將“學會教學”與“學會學習”結合起來進行。

筆者認為,對于第一個結論,前一觀點對反思性教學的要求過高,與實際的教育教學情況有所偏離,因而可操作性不強,因為通過調查發現現實情況是:(1)無論在中小學還是在大學,尤其是地處民族地區的中小學和大學,借助行動研究開展反思性教學的教師并不普遍；(2)較為合理的教學實踐不一定能切實有效地提高教學效率,而看似不甚合理的教學實踐卻能有效提高教學效率；(3)在中小學教師中,由于工作的繁忙,精力有限,真正的學者型教師極少,更何況僅通過解決教學問題使自己成為學者型教師的要求與實際目標的達成相去甚遠。而后一觀點則過于簡單,對反思性教學的要求太低,所以雖具有很強的操作性,但對于教育教學的可持續發展缺乏足夠的推動力,因為這對于中小學教師尚可,但對于高校教師,如果只要求借助個人的反思來實施反思性教學,而不開展行動研究,勢必很難成為學者型教師。對于第二個結論,無疑是科學合理的,因為不會學習的教師怎么能教育學生“學會學習”？同理,不能不斷“學會教學”的教師又怎能不斷提高教學效率？所以,筆者認為作為教師,自己會學習是教會學生“學會學習”和不斷“學會教學”的前提。總之,在實施反思性教學的過程中“,學會教學”與“學會學習”二者是辯證統一、相輔相成的。通過上述討論,筆者認為反思性教學的內涵應是:教學主體根據培養對象的層次要求,結合自身實際,借助反思或行動研究等途徑,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,全面考察研究過去自己所經歷的教育教學實踐活動或事件,以不斷提高教與學的效率,并逐步提升符合自身教育教學工作發展需要的自我完善的過程。

2在民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學中實施反思性教學的意義

首先,民族地區本科院校的大多數學生,在錄取時錄取分數與全國的發達地區相比分數較低,可見其理科基礎與全國發達地區有一定的差距；其次,前面已提及,在民族地區本科院校,基因工程課程通常設置于大四上學期,但因調查表明大多數學生此時所掌握的與基因工程關聯的學科知識不甚牢固,或尚未接觸到其他與基因工程關聯的學科知識；第三,通過筆者對報考民族地區本科院校生物技術專業多位學生的訪談發現,他們中大多數在錄取時是調劑到該專業的,其他在錄取時雖直接填報該專業,但對選擇報讀該專業的目標和意義尚存模糊之處。所以,在民族地區本科院校生物技術專業,要讓學生牢固掌握較為龐雜的基因工程知識,深刻理解抽象的基因工程概念,以取得較大規模的基因工程課程教學效益,在教學中逐步全面、習慣地實施反思性教學,有著極為現實而深遠的意義。

2.1反思性教學有利于不斷提高基因工程課程教學效益

調查表明,民族地區本科院校學生在基因工程課程學習的過程中,隨著教學的深入,面對基因工程抽象的概念和理論、龐雜的內容,以及程序繁瑣的實驗技術,普遍會產生枯燥、煩惱、厭學等情緒。針對這些情況,教師如能全面、認真地觀察學生,并及時與他們進行有效的溝通,以發現問題的癥結所在,在此基礎上進行深刻的反省回顧,包括對在教學過程中所依據的教學理論是否正確、采用的教學方法是否有效、在傳授知識的過程中是否融入基因工程的最新研究進展以激發學生的學習興趣,以及教學語言和行為是否合理等,自我展開逐項分析；之后,立即提出并實施改進問題的新的方法或手段,將能獲得事半功倍的效果。對于教師,促使自己會教,越教越喜教,越教越嫻熟；而對于學生,促使他們會學,越學越想學,越學越得心應手。于是,師生皆大歡喜,從而大幅度提高基因工程課程的教學效益。

2.2反思性教學有利于促進基因工程教師專業的持續穩定發展

基因工程課程是生物技術專業的核心課程之一,所以它占有極其重要的地位。作為基因工程教師,深刻認識到這一點,為追求更好的教學效果,應與時俱進,自覺、主動在自己的專業信念、專業知識和專業能力等專業素質上,不斷成長并追求成熟,及時更新、演進和完善。實際上,通過反思也為基因工程教師的專業發展創造了繼續教育的機會。現代社會是一個終身教育的社會,教師的角色和作用現已發生了根本改變。教師不僅是知識的傳授者,學生學習活動的組織者、引導著、合作者和促進者,還必須通過較系統的自我研究,及時發現自己知識、能力或技能等方面的缺點或不足之處:是基因工程某個模塊理論知識、某方面實驗技能的問題？還是教育理論、心理學基礎、教育教學策略和技能技巧方面的問題？亦或是雙語語言教學、創新研究、學術水平方面的問題？等等。當教師體驗到這些困難、麻煩或不能馬上解決的問題時,便自然而然地產生了不安全和不確定的感覺。于是,教師不得不在在行動中或行動后回頭分析自身的經驗。這樣,經過反思,發現了問題立刻彌補:要么及時通過自學專業教育教學理論或專業知識,要么脫產進修,要么出國深造等。總之,通過反思性教學,既能促使基因工程教師自覺檢討教學中存在的問題,并及時提出改進措施,從而使其教學行為更為睿智和成熟,基因工程教學質量和創新教育水平,又能有效、快速、持續地提高基因工程教師的專業素養。

3在民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學中實施反思性教學的策略

基因工程課程體系錯綜復雜,涉及面很廣,而它又是生物技術專業的核心課程或主干課程之一,與生物技術專業其他核心課程,如生物化學、分子生物學、分子遺傳學、細胞生物學、發酵工程原理、微生物學和普通生物學等聯系極為緊密,是學習這些課程的基礎。所以,筆者認為,基因工程教師要在基因工程課程教學中真正地實施反思性教學,發揮反思性教學的價值,必須明確反思性教學的目的,養成自覺反思的習慣,并熟練掌握反思性教學的方法。

3.1明確反思性教學的目的

反思性教學的目的有兩個:一是為了發展,二是為了專業引領。首先,實施反思性教學是為了實現教師和學生的全面發展。因為基因工程課程的“繁”和“難”,所以基因工程教師往往因難于梳理而不安,學生常常因難于理解而煩躁。通過反思性教學既要求基因工程教師教學生“學會學習”基因工程,樂于學習基因工程,使學生成為善于學習的全面發展的學生；又要求基因工程教師“學會教學”基因工程,熱愛教學基因工程,使基因工程教師自身獲得進一步的發展,直至成為學者型的教師。其次,實施反思性教學是為了對基因工程教師進行專業引領。通過專業人員參與的專業引領的反思活動,使基因工程教師明確如何運用自己所掌握的基因工程專業基礎理論和前沿理論知識、教育教學理論知識和心理學理論知識來指導自己的基因工程教學實踐,有助于提高其反思、獨立教學和獨立研究的能力,促進其專業水平的發展和反思性教學質量的進一步提高。

3.2養成自覺反思的習慣

正因為促使教師通過其職業生涯的不同階段成長的機制是反思和更新,所以養成自覺反思的行為習慣是教師逐漸走向成熟的關鍵。基因工程教師通過全面地反思自己的教學行為,亦即從對教學前、教學中和教學后等各環節進行回顧和評價,總結自己的成功與教訓,并及時“充電”,將努力學到的先進教育教學理論和前沿基因工程專業知識,整合到教學實踐中去改進教學行為,不斷完成自己的教育觀念的更新并加以提升,養成自覺反思的行為習慣。

3.3熟練掌握反思性教學的方法

筆者多年的教學實踐證明,通過反思性教學能有效提高民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學質量的方法,主要有兩種:內反思與外反思。

3.3.1內反思

內反思也叫內省、自我反省或自我剖析,亦即基因工程教師通過回憶自己的專業成長經歷,準確了解自己的知識結構、認知特性、常用的教學方法、成功的教學案例與經驗教訓,明確自己的優勢和需要加強之所在,以科學制定自我專業發展計劃或改進措施。如自己所掌握的物理、化學、數學和計算機等知識程度是否需要完善或加強,以及當把這些知識熟練、精準、融會貫通地運用于基因工程教學實踐后,學生的反應情況:他們是否深刻理解抽象的基因工程基本概念和原理？是否明白基因工程的知識和研究方法與生物技術專業其他核心課程的聯系？又如,對于基因工程課程知識體系的傳授,按知識聯系所組成的模塊開展教學和不按模塊進行教學,哪種方式效果更好？再如,如何才能采用現代化多媒體手段,結合課程實驗和相應的課程實踐更有效激發學生的學習興趣？等等。

3.3.2外反思

第6篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞：螃蟹；病害防控；生物防治

1水產病害生物防治技術

這些年，國內水產養殖規模擴大。但是，一些病毒病、細菌病的感染，嚴重制約水產集約化發展。而抗生素藥物的濫用，導致這些致病菌源的耐藥性增強，以往的適用藥劑久治難愈。就此，迫切需要一種生態環保型的防病措施加以替代。為此，生物技術應用而生，雖然還處于研發階段，但是很多技術上的優勢，讓我們看到了降藥殘、抗耐藥性的曙光。用于水產病害防治的生物技術，主要是借助生物基因重組、反義核酸、反義核酶等技術而改變水產動物的抗病性，以起到降低病害、提高產量、獲得高效益產出的目的。從生物防治的應用效果來看，展現出這些技術優勢：減少化學藥劑使用量，降低藥物殘留，節約生產成本。降低耐藥性，有效抑制致病菌源的擴散蔓延。有利于生態環保，為消費者提供綠色、無公害水產品。有利于保護生態環境，響應構建生態環保社會的響應。

2螃蟹病害影響因素

不同其他水產養殖，螃蟹養殖要獲得高產高效，需要注意的事項更多。這些細節一旦疏忽，將會造成嚴重的病害威脅。

2.1水質問題

螃蟹生活在水中，對水質的要求更高。尤其池塘中養蟹，水體必須做出處理，否則會為病害感染創造條件。其一，定期組織消毒。消毒常用漂白粉、生石灰，在殺滅致病菌的同時，能確保水體潔凈衛生。其二，投放腐殖質肥料。池塘中加適量腐殖質，主要用作肥料。達到水體變青綠色，證實養分充足。

2.2生存環境

生存環境除水質，還有居住和活動場所。螃蟹營養儲備源自水中，多數以水草為食源，泥沙僅僅能輔助消化。螃蟹一般居住在較為潮濕的環境內，對于生長環境的水質有較高的要求，養殖螃蟹時應對養殖環境的水質做好清潔工作，布置適量較為茂盛的水草，使螃蟹能夠小范圍的活動，并圍繞著產生很多昆蟲、小魚、小蝦等等，會使螃蟹的生存環境更加健康，生態系統更加完善，對避免各種病害效果不錯。

3生物技術在螃蟹養殖病害防治上的應用

3.1基因重組用于增強抗病性

以往螃蟹病害的防治，對消毒劑、抗菌素的依賴較大。此類藥物的頻繁使用，一方面影響水產養殖環境；另一方面造成病原微生物的耐藥性。為避免此類問題的問題，可嘗試借助病毒蛋白基因重組技術，加載到合適的載體中，而后注射到螃蟹常食用食物中，以增強其抗病體質，確保螃蟹養殖的穩定性和安全性。

3.2生物反義技術用于病毒病的控制

螃蟹養殖生產中，病毒病的危害較大，借助水平傳播和垂直傳播，能殃及整個螃蟹池。在病毒病的控制中，生物反義技術的作用顯著。該項技術的作用原理，利用反義核酸技術和反義核酶技術，對病毒原核細胞和真細胞進行基因操作，以抑制病毒的合成和復制，有效控制螃蟹病毒病的傳播。作為一種新型的生物控病技術，其用于螃蟹病毒病的防控功效是不容置否的。但是，還需要不斷的完善，以擴大病毒病防控的應用范圍。

3.3轉基因用于增強免疫力

螃蟹養殖生產期間，在例行消毒、投藥預防等工作時，或多或少在水體中會形成藥物殘留，久之會造成機體的某些病理病變。出于病防重于治的考慮，可借助轉基因技術，提前在螃蟹體內注射特定啟動因子的外源基因，使著病毒反義RNA序列提前得以表達，這樣后期病毒內侵后的復制將受阻，而起到控制病害的目的。自長遠角度考慮，該項技術對螃蟹養殖的病害防控是很有效的，但是當前還沒有得到大面積的推廣應用。

3.4基因工程苗用于預防接種

基因工程運用在螃蟹養殖中防治病害能夠起到良好的作用，因為它能夠幫助螃蟹排除一定的客觀因素的影響，能夠讓水產養殖產品中的螃蟹在生存環境中可以更好的成長。基因工程疫苗的出現，讓螃蟹養殖產業看到了更多的希望。基因工程疫苗從細菌和病原體中提取了具有一定免疫力的基因，然后進行了基因重組，讓疫苗提高了免疫力，在與傳統疫苗的對比中，提高了抗藥性和穩定性，能夠提高養殖螃蟹的免疫力，在提高了螃蟹免疫力的基礎上，能夠保證健康與天然。基因工程疫苗能夠滿足大部分水產養殖戶的需要，能夠發揮出其作用，并且在技術層面上趨于成熟，能夠批量生產，滿足市場的需要。

第7篇：生物技術與基因工程范文

【關鍵詞】生物技術 植物保護 基因工程

The Plant Biotechnology Applications in Plant Protection

Abstract:With the increasing development of science and technology, biotechnology has been widely used in plant protection.The application of biotechnology is mainly reflected in many ways.The diagnosis and discrimination of plant viruses and pathogenic have promoted the process of plant virus management.The breeding of pest resistant seeds has eliminated the pest damage.The genetic engineering pesticide has effectively avoided the adverse effects of chemical pesticides.The cultivation of herbicide-resistant plants have resisted to insect pests, and bio-technology has greatly promoted the use of plant protection in these areas.

Key words: Biotechnology; Plant Protection; Genetic engineering

伴隨著國內外對植物生物技術研究的不斷深入和發展，生物技術已經被廣泛地應用到植物保護方面。生物技術主要是指利用微生物或者生物有機體來制造或改進產品、改良品種，或者通過培育微生物等過程以達到為人類服務目的的一種技術。生物技術主要涵蓋細胞工程技術、基因工程技術、發酵工程技術以及酶工程技術。植物生物技術在針對植物病毒和病源的判別和診斷、植物病蟲害防治等問題上具有安全、高效、選擇性強、無污染等特點，被廣泛的應用于植物保護過程中。

一、對植物病毒和病源的判別和診斷

生物技術應用于植物保護中，能夠快速而有效地進行植物病毒和病源的診斷。單克隆抗體技術就是一種用于對植物病毒和病源進行診斷的技術，這種技術與各種免疫標記技術相互結合，就能夠對病源進行快速而精確的診斷分析，促進了植物病毒的治理。單克隆抗體技術的積極運用為診斷和判別植物病害提供了有效的途徑，現已經制備了很多種植物病毒單克隆雜交瘤的細胞株，例如各種像煙草花葉病毒、葡萄扇葉病毒、黃脈病毒等。我國在植物細菌病害的研究中取得了豐碩的成果，如水稻白葉枯病、青枯病、葡萄扇葉病毒、馬鈴薯青枯病單克隆抗體的等很多種植物病源的單扛雜交瘤柱系，極大地促進了生物技術在植物病源診斷上的應用。

二、培育無病種苗

近些年來，我國在抗病蟲育種的基礎上，積極地運用生物技術，創造并選擇利用植物群體內新的遺傳變異，取得了很多新的進展。生物技術應用于選育抗病蟲植物和培育無病種苗，是通過組織培養的方式。為了保證各種作物的產量和品質，提高對有害生物病、蟲、雜草的抗性和耐力，使用組織培養的方式，通過無性系突變體來篩選新的抗病蟲材料或新抗源，獲得無病毒苗，進而獲得抗病蟲的植物，用體外栽培植物的離體部分來消除病毒的侵染危害，生成沒有病毒的完整植株后，再將植株的種子進行繁殖，通過這種無性繁殖就能獲得沒有病的的種苗，免除了各種病蟲的危害[1]。

通過花粉粒作為外植體進行培養，獲得植株的單倍體，利用單倍體可在較短的時間內培育出新的、高純合材料，從而誘導、篩選出具有抗性的植株。另外利用莖尖脫毒技術也可以繁育出像薯類、果樹、花卉以及某些蔬菜等無病毒種苗，極大的保證并提高了作物的品質和產量。目前國際上已經開發出抗蟲轉基因水稻，同時我國也在積極研究，已經開發出抗葉枯病和抗水稻細菌性條斑病的轉基因植株，這種生物技術應用于實踐，能夠有效地降低化學農藥的使用量。

三、研制基因工程農藥

生物技術在微生物農藥開發中的應用，能夠代替化學農藥而起到防治害蟲的效果。為了提高農作物的產量而進行的病蟲害防治，長期以來大量使用有機農藥，雖然起到了殺菌防蟲的作用，但與此同時因單純依靠化學有機農藥，并且使用濃度嚴重超標也造成了一系列的惡果。例如農藥的過度使用，使得在殺死害蟲的同時，也殺害了害蟲的天敵，從而嚴重的破壞了生態系統的生物鏈；長期使用農藥，使得害蟲產生了抗藥性，形成了惡性的循環；農藥殘余嚴重，破壞了土壤環境，同時也危害了人們的身體健康。

鑒于有機化學農藥帶來的各種問題，生物農藥防治病蟲害的方法也呼之欲出。隨著各種生物殺蟲劑和生物殺菌劑的相繼研發成功，諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲劑以及枯草桿菌殺蟲劑等的使用，極大的避免了有機化學農藥產生的危害作用。利用昆蟲重組病毒防治害蟲，可以利用寄生在昆蟲體內的昆蟲桿狀病毒，如果將此病毒的基因中插入和表達外源基因如節肢動物或細菌來源的昆蟲毒素、昆蟲激素或酶，就能夠擾亂害蟲內部的代謝平衡，從而達到了滅蟲的目的。另外許多微生物農藥也在積極的研發過程中，利用產素細菌能夠防治各種因植物細菌而產生的病害問題，這種方法主要是先從土壤根圍的細菌中篩選出對水稻或者蔬菜等重要病原細菌，然后選擇具有較強拮抗作用的拮抗菌株，這種拮抗菌株由于能夠產生較強的拮抗蛋白而起到了抑制或預防作物細菌病害的作用。在這種引進拮抗菌株進行植物的病蟲害防治的進程中，從植物體形成的自然生態系統中篩選增產菌，而增產菌的代謝物對改善植物生理代謝又起到了重要作用。總之微生物農藥具有高效、無毒、無公害和無污染等特點，對于病蟲害防治和環境保護都具有良好的效果。

四、培育抗病蟲和抗除草劑植物

作為一種分子生物學技術，植物基因工程技術是利用了植物細胞的全能性。植物細胞的全能性是指植物的每個細胞都具有相同的遺傳信息，因此能夠把一個植物細胞通過生物技術方法培養成完整的植株。進行抗病蟲植物的培養，可以利用動物毒素基因的導入達到防治害蟲的目的。此類方法是將一些昆蟲的毒素基因導入到植物中，害蟲一旦咬食植物的同時就吞入這些細菌，從而就會被殺死[2]。培養抗除草劑植物是通過將破壞除草劑的基因導入到植物中。研究者已經從吸水鏈霉菌分理處一種能夠破壞破壞除草劑的基因，將這種基因導入到煙草、馬鈴薯和番茄的植株后，這些植株就對常用的除草劑產生了抗性，這樣就使得這些作物避免了除草劑產生的藥害作用。

第8篇：生物技術與基因工程范文

關鍵詞 基因工程；研究進展；原理；應用

中圖分類號 Q78 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）10-0045-02

20世紀70 年代以來，基因工程技術在世界范圍內蓬勃興起，至今已在多個學科領域得到廣泛應用。基因工程是一項能夠較好地服務于人類社會的工程技術，該技術通過改變生物的遺傳組成，增加生物的遺傳多樣性，由此賦予新型轉基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重組和克隆技術為代表的生物技術正以日新月異的速度迅猛發展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遺傳學為理論基礎、以分子生物學和微生物學的現代方法為手段進行的研究，又稱為DNA重組或分子克隆。通過體外重組，基因工程將不同來源的基因導入受體細胞，在體細胞內實現基因的復制、轉錄、翻譯。這種技術是按照人們的意愿將某一生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割，然后與載體DNA分子連接起來，一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中[2-3]。對于受體細胞而言，與載體相連的DNA分子就屬于外源物質也稱為重組體。重組體導入到受體細胞之后就可以進行正常的復制和表達，從而獲得新物種。一般來說，載體的選擇對能否成功進入受體細胞并且復制和表達起著很重要的作用，載體進入受體細胞應該以不影響受體細胞正常生長為基本原則。這種技術克服了遠緣雜交的不親和，為改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的應用

2.1 植物基因工程技術在中草藥研發中的應用

2.1.1 提高藥用植物的有效成分含量。目前，學者在鐵皮石斛上應用了基因工程技術，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能夠通過基因工程技術提高石斛堿的含量，會產生巨大的經濟效益。魏小勇等[4]以鐵皮石斛種胚原球莖為研究材料，定向誘導后獲得穩定的石斛堿突變體，分析突變體的表達效果，并以mRNA為模板反轉錄產生cDNA，構建鐵皮石斛差減cDNA文庫，獲得差異表達mRNA反義基因。通過構建相應載體轉化石斛，來分析轉基因石斛中石斛堿的變化，通過篩選反義基因來確定石斛堿功能基因。將類似鐵皮石斛的稀缺植物上應用基因工程技術，可為中草藥的研發奠定基礎[5]。

2.1.2 提高藥用植物的抗病性和抗逆性。一般對藥用植物都是采用大規模的種植，由此才能滿足市場需求。應用植物基因工程技術可解決栽培過程中的病害問題。如種植培養出的抗病毒、抗蟲害品種，可增強植物對病害的抵抗能力，不僅能降低植物病害的發生，還能減少由于使用農藥而帶來的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]將SacB基因導入煙草，提高了轉基因煙草的耐旱抗寒特性。我國學者也開展了植物基因工程技術的研究和應用，并取得了顯著的成果。賀 紅等[8]以枳殼實生苗上胚軸為研究材料，為獲得轉柑桔衰退病病毒外殼蛋白基因的植株，其采用了遺傳轉化技術。有學者還利用Ti 轉化系統獲得了多種抗病毒的植物，如抗黃瓜花葉病毒（CMV）的番茄和抗甜菜壞死黃脈病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脫敏中的應用

基因工程可以將目的基因導入受體細胞，也可以改變內源基因，只要找到需要刪除的基因即可。過敏反應具有反應迅速的特點，過敏原種類也很多。因此，防止發生過敏反應也很困難。基因工程可以直接作用于過敏源頭，即改變內源基因使編碼的蛋白質失去致敏性。也可以通過基因工程方法處理食品及其原料可降低其致敏性，從而降低過敏病人的不良反應。反義技術可消除植物中內源基因，使致敏基因沉默，從而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 轉基因技術在哺乳動物遺傳育種領域的應用

隨著分子生物技術的發展，人們可以根據意愿改良動物品種，結合基因技術原理的應用，由此實現重要的經濟價值。在畜牧業生產上，主要是用于遺傳改良，加速動物育種。轉基因可以定向培育并保存物種的優良性狀，并能加快其積累和保存的步伐。在大量的轉基因動物中選出符合人們預想的轉基因動物，利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，用于大量生產轉基因動物。將轉基因技術應用于家畜上，在動物體內轉入結合特異抗原抗體基因，可生產出具有抗多種疾病性能的動物[1]。轉基因技術的科技含量較高，但在實驗室內也能實現動物育種。在動物雜種優勢利用方面，轉基因技術可加速動物育種的進程，增強選育種畜性狀的穩定性，降低育種的時限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工業中的應用[12-14]

2.4.1 糖類的改良。淀粉是一種多糖，通過對酶的調控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。將淀粉系土壤大腸桿菌的基因轉移到馬鈴薯上，可增加馬鈴薯的淀粉含量[12]。這種基因可表達ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使馬鈴薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技術改善食品的風味已取得重大的進展。Monsanto公司開發出轉基因馬鈴薯，新型馬鈴薯產品的淀粉含量較傳統品種平均提高了20%～30%，油炸后的產品具有更好的構質和風味，并且油味和吸油量都較少[16]。

2.4.2 改善發酵食品風味。發酵食品具有工業經濟效益，其品質將直接影響效益。但是在該領域不能廣泛地應用傳統的微生物，否則不能達到定向改造微生物性狀的目的。因此，選擇的微生物將決定發酵食品風味。隨著分子生物學的興起，在分子水平上可利用DNA 重組、RNA 干擾及基因敲除等基因工程技術來構建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和醬油的生產工藝中可利用轉基因技術改善產品的風味。在釀造醬油的過程中，氨基酸的生成量對整體風味起決定性的作用，參與該反應的羧肽酶和堿性蛋白酶的基因已克隆并成功轉化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，堿性蛋白酶的活力可提高5倍，從而提高氨基酸的生成量[18]。為滿足不同食品的需要，在醬油的釀造工藝中可使用工程菌株，由此降低醬油的色度和口味。啤酒中含有一種叫雙乙酰的物質，雙乙酰是啤酒酵母細胞產生的α-乙酰乳酸經非酶促的氧化脫羧反應自發產生的，當雙乙酰含量超過風味閾值（0.02~0.10 mg/L）時，就會大大降低啤酒的口感，產生餿酸味，進而影響經濟效益。為改善啤酒的風味，可采用α-乙酰乳酸脫羧酶去除雙乙酰。研究表明，利用轉基因技術將編碼α-乙酰乳酸脫羧酶的基因克隆到啤酒酵母中進行表達[15]，可以有效降低啤酒中的雙乙酰含量。基于基因工程原理，還可將轉基因技術應用于制取其他產品[19]。

3 展望

目前，基因工程技術已滲透到人類生產生活的各個領域，其以巨大的生命力發揮重大的影響，一些實驗室技術和成果不斷地得到應用，也將使地球的生物圈變得更加豐富多彩[20]。如今基因工程技術在給人類帶來利益的同時，對于疾病的治療方面也有了巨大突破。盡管基因工程技術給人類帶來了巨大的利益和便利，但同時也應該思考轉基因食品的安全性問題，這是對基因工程未來發展的最大挑戰[21-22]。

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第9篇：生物技術與基因工程范文

1、現代生物技術在改善乳制品質量的應用

1.1基因工程增加乳制品中某種必需乳蛋白

基因工程技術是分子遺傳學和工程技術相結合的產物，是生物技術中的核心技術。它采用類似工程設計的方法，按照人類的需要將具有遺傳信息的基因，再離開生物體的情況下進行剪切、組合、拼裝，然后把這種人工組裝的基因轉入宿主細胞內進行大量復制，使遺傳信息在新的宿主細胞內或個體中高速繁殖，以創造新的生物。基因工程主要包括重組DNA、基因缺失、基因加倍、導入外源基因及改變基因位置等分子生物學技術手段，它為定向改變生物性狀提供了理論和技術支持。將這項技術應用于動植物上即生產基因工程食品。基因工程應用于乳制品具有很多優點：第一點，提高乳制品營養品質，如基因重組的牛生長激素可提高牛的產奶量，減少脂肪的含量，營養更豐富，風味更佳；第二點，提高乳制品的蛋白質含量，通過基因工程可增加乳制品中必需氨基酸（如甲硫氨酸、賴氨酸）的含量，還能提高乳制品的功能特性，拓寬植物蛋白的使用；第三點，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四點，基因工程，尤其是克隆技術，可提高畜牧含量滿足乳制食品的需求。轉基因動物不僅使產奶量增加，而且還可以得到具有特殊功能的奶制品，例如去如糖牛奶、低脂牛奶、低脂固醇、低脂肪乳制食品；第五點，通過轉基因技術不僅可以改變乳制品中脂肪酸的結構，而且還能促使其中脂肪結構本身的生物協同作用，利用基因工程可以有計劃有目的地設計出許多新的脂肪和油脂，以滿足許多功能性乳制品生產的需求。

1.2酶工程通過促進物質轉化來提高乳制品的質量

酶工程利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能或對酶進行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產人類所需產品的技術。主要包括酶的固定化技術、細胞固定化技術、酶的修飾改造技術及酶反應器的設計技術等。生產出人們所需產品的技術。對于嬰幼兒來說母乳是最好營養素最全面的食物，但是也有一些嬰兒缺少或者得不到母乳喂養，他們就需要一種營養素全面并接近母乳的乳制品來成長。現代生物技術廣泛的應用在工業化酶制劑的品質改良和新品種的開發，并取得了巨大的成果。例如過氧化氫酶主要用于清除乳制品中多余的過氧化氫，從而利用雙氧水殺死致病菌；超氧化酶用于乳清脫色等；巰基氧化酶用于去除乳制品因超高溫殺菌而產生的糊味；脂肪酶用于乳制品增香；另外利用凝乳酶可制作干酪；用乳糖酶處理乳汁品，防止乳糖結晶析出；真菌或酵母乳糖酶可用于全奶、奶酪和冰淇淋中，是乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，從而防止制品粗糙，提高口感。酶工程也能修飾乳脂肪，通過脂肪酶的轉脂作用對乳中甘油三酯進行修飾，改善乳脂肪的性質，特別是改善脂肪的融化性、乳化性，并使乳制品保持原有的良好風味和純度，有利于乳脂肪在產品中的穩定性，從而保證乳制品的質量。

1.3現酵工程能形成高品質的乳制品生物反應器

發酵工程又稱微生物工程，是傳統的發酵技術與DNA重組、細胞融合、分子修飾和改造等技結合并發展起來的現酵技術。它是在人工控制的條件下，利用微生物的特定性狀，通過現代化生物技術生產有用物質或直接應用于工業化生產，術是主要利用菌株的生理生化代謝機制用于菌體生產和代謝產物的發酵來生產工業原料或工現酵工程主要包括微生物資源的開發利用；微生物菌種的選育、培養；固定化細胞技術；生物反應器設計；發酵條件的利用及自動化控制；產品的分離提純技術。例如生產酸奶和奶酪。發酵工程憑借其自身投資少、見效時間短、污染較小的優點應用在工業上生產上。開展發酵工程對乳制品的生產是有很大好處的。實現了乳制品生產上的一個重大突破。新生產出的酸奶發酵劑的活性強，不需要大面積培養，可直接使用，酸奶廠家可以根據實際情況隨意選擇，這不僅僅增加了酸奶產品的樣式，同時也省去了菌種車間的占地面積，減少了工作人員的數量，大尺度的簡化了酸奶的生產工藝。

1.4新型殺菌技術保持長時間的高品質乳制品質量

溫度過高會影響乳制品的質量，不僅會降低食品中功能性成分的生理活性，還有可能影響色、香、味以及其營養成分。冷殺菌技術作為一門新興的殺菌技術，對殺菌的溫度要求較低，很好的解決了上述問題。乳制品用射線輻照處理時，射線可以穿過包裝和冷凍層，殺死乳制品表面和內部的微生物、害蟲和寄生蟲，而且在輻照過程中，溫度幾乎沒有升高，有“高效冷殺菌”之稱；處理得當的輻照乳制品和新鮮乳制品在外觀形態、組織結構及色香味品質方面很難加以區別，具有良好的保鮮效果；此外輻射處理所消耗的能源少。還有一種乳制品超高壓處理殺菌技術，“所謂高壓食品”與加熱殺菌同樣是將乳制品密封于彈性容器或無菌泵系統中，以水或其他流體作為傳遞壓力的媒介物，在高壓下和在常溫或低溫度下作用一段時間，以達到加工保藏的目的，而食物味道、風味和營養價值不受或很少受影響的一種加工辦法，即以加壓取代加熱而成。

2、應用現代生物技術實現高質量的乳品檢測中

在乳制品中絕大多數都是牛乳制品，所以以下就以牛乳為例，說明生物傳感器如何檢驗乳制品的新鮮度。生物傳感器實際上是一個菌數測定儀，而牛乳新鮮度傳感器最早由高橋福辛發明的，其原理是測定的電流值與試樣中的細菌總數成正比關系，電流值越大表明細菌菌數越多，說明牛乳越不新鮮。要想檢驗乳制品的新鮮程度就要從長時間放置乳制品過程中發生變化的成分入手，我們可以發現受細菌的污染作用產生乳酸，因此，乳酸含量也可表示牛乳的鮮度。