生物工程综述

生物工程的现状发展及展望

杨昌成

（西北民族大学生命科学与工程学院甘肃兰州 730030）[摘要]生物工程20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，90年代诞生了基于系统论的生物工程，即系统生物工程的概念所谓生物工程，一般认为是以生物（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。生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、动植物、净化等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响，为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。

[关键词]生物工程；现状；发展；前景

前言

生物工程是运用现代生物科学的理论与方法，按照人类的需要改造和设计生物的结构和功能，以便更经济、更有效、更大规模地生产人类所需的物质和产品的技术。20世纪后半叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化。分子生物学是在分子水平上认识生命。对生物大分子DNA的结构、功能以及生物的遗传和生长发育的机制和规律的认识，为人类改造生命、控制生命、操作生命提供了理论基础。生物工程不仅直接建立在分子生物学和细胞生物学的原理之上，而且是涉及面广泛的综合技术，是分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学、材料科学等多学科交叉的综合性技术学科，是运用现代生物学方法和手段建立起来的一个现代技术体系。建立在工业革命基础上的人类现代物质文明是以大量、高速而又低效地消耗地球上已有的资源为前提的，其结果是地球环境的破坏和大量机械与化工产品充斥，资源枯竭又将使传统产业难以为继。生物技术不仅是21世纪发展最快的学科，也是人类操作生命的社会活动。科学界广泛地认识到：生物技术将是未来经济发展的新动力，它们将在农业、动物饲养、能源、生物法处理环境污染、纤维和包装材料、药物和医学等领域形成巨大的产业。从以开发利用石油和金属为主的传统工业经济过渡到开发利用基因的经济将从根本改变我们的文明。事实上，在分子生物学诞生即DNA结构发现仅十几年后，科学家就准备了在生命体上施工的工具。进入70年代施工便大规模开始了，生物技术以强进的势头发展起来了。生物技术被称为继蒸汽机技术革命、电子和信息技术革命之后的第三次技术革命，科学家们预言，生物技术是人类历史上生命的复制和改造将极大地提高人类生活的质量，这一次革命

更重大的意义在于，人类不但可以改造客观世界，还可以改造自身[1]。生物工程所涉及的主要技术及其相互关系[2]。

图1 生物工程所涉及的主要技术及其相互关系如图所示

1 生物工程的发展

1.1 传统生物工程技术

传统生物工程技术应该说从史前时代起就一直为人们所开发和利用，以造福人类。在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。

1.2 现代生物工程技术

现代生物工程技术是以20世纪70年代DNA 重组技术的建立为标志的。

1944 年Avery 等阐明了DNA是遗传信息的携带者

1953年Watson &Crick发现DNA双螺旋结构（开创分子生物学）

1961年H.G.Khorana & M.W.Nirenberg破译了遗传密码,揭开了DNA 编码的遗传信息是如何传递给蛋白质这一秘密。

1.3 基因工程（gene engineering）

基因工程就是用人工的方法,巧妙地把一种生物的个别基因的分子基础分离出来的人工合成, 并把它转移到另一种生物的细胞里且使其遗传给后代。具体说来,基因工程( 主要是基因重组技术,又称DNA重组技术)是指在体外,将不同生物的遗传物质(基因)进行人工“剪切”、“组合”和“拼接”,使遗传物质得以重新组合,然后通过载体(微生物质粒、噬菌体、病毒等) 转入受体(微生物或动植物)细胞,进行无性繁殖( 即克隆Clone),并使新的基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的物质,或组建出新的生物类型。DNA重组技术最先是在1973年由美国斯坦福大学的(为hen和Boyer共同实现的, 他们成功地使体外组建的重组质粒在细菌中繁殖, 开创了DNA重组技术，自1981年以来,正式投入市场的基因工程产品有人

生长激素、人胰岛素、干扰素等,在将基因工程技术应用于氦基酸、抗生素、酶制剂、单细胞蛋白等的生产以及农作物和家畜品种改良方面, 也取得了可喜成果[3]。

1.4 细胞工程（cell engineering）

细胞工程是指利用细胞融合等细胞生物学方法.按照人们预定的设计,改变和创造细胞遗传物质的技术。主要包括植物组织细胞的培养和细胞融合。前者是指把植物的花粉、胚、分生组织离体培养成小植株,后者是指把小到几微米的肉眼难以见到的细胞,从生物体上分离下来,在人工控制的条件下,使它象性细胞受精那样.完成全面的融合过程,然后把融合细胞人工培一育成新的生物体[4]。细胞工程主要研究的内容：动植物细胞与组织培养、细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体）、细胞核移植（无性繁殖、克隆动物）、染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦）、胚胎工程（优良品种、试管婴儿）、干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞）和转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物）。

1.5 酶工程（enzyme engineering）

又可以说是蛋白质工程学，利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能, 或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。它包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术[5]。

酶工程主要包括酶的研制与生产, 酶固定化技术以及酶分子的改造和修饰技术。酶工程不仅可以解决当今世界上存在的许多大难题, 如食品生产、能源短缺和贮存、环境保护问题等,此外, 随着酶制剂的不断开发研究, 必将对精细化学、医药品、香料、生物转化及其它领域起到更重要的作用。已知酶的种类约有8000种,至少有2500种有可能被利用, 目前国际上研究用的酶已超过360种, 其中工业用的已达50多种, 酶制剂主要用于洗涤剂、淀粉加工、甜味剂乳制品、啤酒、果汁、葡萄酒、酒精、糖果、面包、皮革、造纸及纺织等工业。

1.6 发酵工程（fermentation engineering）

利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程，也称微生物工程。现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然

杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。

从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）[6]。

1.7 蛋白质工程（protein engineering）

是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质。从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域[7]。

除上述各方面外,生物电子学、电子计算机应用、宇宙空间生物反应技术也应属于生物工程的范畴。生物电子学是生物工程的一个发展迅速、极有前途的领域。它研究生物材料、生物系统和生命过程的电学特性,并用于研制各种电子仪器的科学,目前生物电子学研究集

中在生物芯片和生物传感器两个方面。生物芯片是利用生物高分子作为骨架,包裹与稳定具有半导体功能的特殊有机物而制得的具有集成电路功能的电子元件,人们利用生物芯片可以进一步制造生物电子计算机。还可广泛应用于医学方面。生物传感器是利用生物高分子物质来检测特殊化合物的一种电子元件。利用酶组成的生物传感器已经使用多年；在此基础上又发展起利用微生物细胞或动、植物组织制成的生物传感器。

1.8 生物工程已取得的成果

1.8.1 改善农业生产，解决食品短缺，提高农作物的产量及品质，培育抗逆的作物优良品系和植物苗的工厂化生产、提高粮食品质和生物固氮，减少化肥使用量。发展畜牧业，生产动物的大量快速无性繁殖培育和动物的优良品系。

1.8.2 提高生命质量，延长人类寿命

开发制造贵重的新型药品；疾病的预防和诊断；基因治疗；人类基因组计划。

1.8.3 解决能源危机、治理环境污染

生物能源将是最有希望的新能源之一，而其中又以乙醇最有希望成为新的替代能源。人们可以利用微生物净化有毒的化合物，降解石油污染，清除有毒气体和恶臭物质，综合利用废水和废渣，处理有毒金属，达到净化环境、保护环境、废物利用并获得新的产品的目的。

1.8.4 制造工业原料、生产贵重金属

利用微生物在生长过程中积累的代谢产物,生产食品工业原料,种类繁多；利用微生物的浸矿技术对废渣矿、贫矿、尾矿、废矿进行提炼。

1.8.5 生物工程技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响

基因工程对微生物的改造是否会产生某种有致病性的微生物，这些微生物都带有特殊的致病基因，如果它们从实验室逸出并且扩散，有可能造成类似鼠疫那样的可怕疾病的流行。转基因作物及食品的生产和销售，是否对人类和环境造成长期的影响，擅自改变植物基因是否可能引起一些难以预料的危险。

分子克隆技术在人类身上的应用可能造成巨大的社会问题，并对人类自身的进化生产影响；而应用在其他生物上同样具有危险性，因为所创造出的新物种有可能具有极强的破坏力而引发一场浩劫。生物工程技术的发展将不可避免地推动生物武器的研制与发展，使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。动物克隆技术的建立，如果被某些人用来制造克隆人、超人，将可能破坏整个人类社会的和平[8]。

2 生物工程进展及展望

生物工程技术的发展将越来越深刻地影响着世界经济、军事和社会发展的进程。70年代后期，杂交瘤技术兴起，用传代的瘤细胞与可以产生抗体的脾细胞杂交，可以得到一种既可传代又可分泌抗体的杂交瘤细胞，所产生的抗体称为单克隆抗体，这一技术属于细胞工程。这些单克隆抗体可广泛应用于诊断试剂，有的也可用于治疗。科学的突飞猛进，使生物制品不再单纯限于预防、治疗和诊断传染病，而扩展到非传染病领域，如心血管疾病、肿瘤等，甚至突破了免疫制品的范畴[9]。

参考文献：

[1] 顾方舟，卢圣栋.生物工程技术的现状与未来.北京：北京医科大学协和医科大学

联合出版社.1990.

[2] 王贵学等，生物工程概论.

[3] 黄永红，韩明.生物工程综述.黑龙江：大庆高等专科学校学报.1994年12月

第14卷第4期.

[4] 钱迎倩.植物细胞工程进展,《生物工程进展》,1990年第1期1-17页.

[5] 王联结.生物工程概论. 北京：中国轻工业出版社.2002.

[6] 中国生物工程开发中心生物工程技术领域专家委员会.中国生物工程技术生的崛起---

生物工程技术领域十年发展历程.（内部刊物）.1996

[7] 林绵湖译.21世纪的生物工程技术——实现诺言（内部刊物）.1995

[8] 李亚一等.生物工程技术——跨世纪技术革命的主角. 北京：中国科学技术出版社.1994

[9] 王宏广.发展生物工程技术引领生物经济.北京：中国医药科技出版社.2005

桑树分子生物学研究进展

桑树分子生物学研究进展 王钰婷，汪泰初，李瑞雪，王伟 （安徽省农科院蚕桑研究所，安徽合肥230061） 摘要：桑树是多年生木本植物，具有良好的经济效益、生态效益和社会效益。遗传改良在桑树资源可持续发展中起到关键作用，现代分子生物学技术的迅速发展为之带来了新的机遇和挑战。近年来，桑树分子生物技术研究取得了重要突破,显示出独特的优势和巨大的发展潜力。概述了桑树分子生物学研究进展，包括分子标记技术、转基因技术、筛选基因耐型、桑树育种等，并对桑树分子生物学研究的应用前景进行讨论，以期为桑树分子生物学的进一步研究提供参考资料。 关键词：桑树；分子生物学；改良；基因转化 中图分类号：S888.3+1文献标识码：A文章编号：1004-874X（2013）12-0153-03 Research advances on mulberry molecular biology WANG Yu-ting,WANG Tai-chu,LI Rui-xue,WANG Wei (The Sericultural Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei230061,China) Abstract：Mulberry is a perennial woody plant with a huge economic,ecological and social value.Genetic improvement programs play a crucial role in the sustainable management of mulberry resources.The rapid development of modern molecular biotechnology brings new opportunities and challenges to mulberry improvement.Molecular biotechnology has already shown great application potential for mulberry improvement.The recent advance on molecular biology of mulberry,including its molecular markers,transgenic technology, screening for genotypic stress tolerance and mulberry breeding were summarized in this paper.Moreover,the perspective applications of molecular biotechnology to mulberry genetic improvement were also discussed.This work provides a reference for further study of the molecular biology of mulberry. Key words：mulberry;molecular biology;amelioration;genetic transformation 桑树是一种多年生木本植物，属于蔷薇目（Rosales）桑科（Moraceae）桑属（Morus L.）桑种（Morus alba L.）[1]。作为家蚕的唯一饲料，桑树良种是发展蚕业生产的重要物质基础，种植优良桑树品种不仅可以提高桑叶产量和质量，增加蚕桑生产经济效益，而且对茧丝绸的品质改善也起着重要作用，具有重要的生态和经济价值。桑树分子生物学研究始于20世纪80年代，随着现代分子生物学及其技术的快速发展，现代先进研究手段逐步应用于桑树研究，桑树分子生物学研究得到了长足发展，对桑树种质资源的研究也由早期的种质资源鉴定、分布调查及形态学特征等方面的基础研究，逐步深入到桑树种质资源分子生物学研究的发展阶段。本文对分子生物学技术在桑树中的研究现状进行综述，以期为桑树分子生物学的进一步研究提供参考。 1桑树DNA分子标记技术 分子标记是以DNA多态性为基础的遗传标记，是DNA水平遗传变异的直接反映。近年来，随着分子生物学及其技术的快速发展，分子标记技术广泛应用于各种作物的种质资源鉴定与分类、遗传图谱构建、基因定位以及育种中。DNA分子标记技术能对不同发育时期的个体、所有组织器官甚至细胞作检测，具有多肽性高、多等位基因、遍及整个基因组且不受组织和环境及其他因素影响等特点。当前DNA分子标记已广泛应用于作物遗传资源与育种研究，分别被称为分子种质资源鉴定和分子标记育种[2]。DNA 分子标记可以克服形态学鉴定以及同工酶、蛋白电泳鉴定中的许多缺陷和难题，因而在品种鉴定方面展示了广阔的应用前景。 桑树是重要的经济作物，但分子标记技术在桑树上的应用较晚。1993年，杨光伟等[3]采用显性分子标记RAPD 技术对我国桑树现行分类的15个种、4个变种及近缘属的48份供试材料进行桑属种群遗传结构分析，结果表明桑树具有丰富的遗传多样性，多态位点百分率为78.95％。向仲怀等[4]利用RAPD技术研究了PCR反应条件，构建了桑属9个种的共9种材料基因DNA指纹图谱，对桑属植物分类进行了探索性研究。之后，楼程富等[5]、赵卫国等[6]、Bhattacharya等[7]利用此技术对桑树不同种质资源进行了多态性分析，为构建桑树遗传图谱、分子辅助育种、重要农艺性状基因定位和系统分类等提供了重要理论依据。 随着分子生物学的发展，新的分子标记技术不断出现，ISSR（Inter-simple sequence repeats）标记在桑树中是最常见的分子标记，并可结合RAPD（Randomly amplified polymorphic DNA）[8]和SSR（Simple sequence repeats）[9]研究桑树品种的遗传变异。因SNP（Single nucleotide 收稿日期：2013-03-25 基金项目：安徽省农科院院长青年创新基金（13B0632）；国家蚕 桑产业技术体系合肥综合试验站（CARS-22-SYZ09）；安徽省农科院 创新团队项目（11C0610） 作者简介：王钰婷（1985-），女，硕士，助理研究员，E-mail：wang yuting656@https://www.wendangku.net/doc/b29443093.html, 通讯作者：汪泰初（1970-），男，硕士，研究员，E-mail：189498538 28@https://www.wendangku.net/doc/b29443093.html, 广东农业科学2013年第12期153

综述：进化论与进化生物学的发展

综述：进化论与进化生物学的发展自达尔文1859年发表《物种起源》（The Origin of Species）一书以来，“进化”（evolution）已逐渐成为生物学文献中出现频率最高的词汇之一，进化生物学（evolutionary biology）则成为当今生命科学中一个重要的前沿领域。 纵观150年来，随着科学界对生物进化现象的认识不断深化，人们对达尔文进化论的理解也随之不断深入，进化论自身也走过了曲折的发展之路。除了像其他任何一种科学理论一样需要补充和修正外，进化论还经受了来自科学领域之外的一次又一次挑战。今天，分子水平的生物进化研究正在蓬勃兴起，人们对进化论的兴趣有增无减，同时也提出了更高的要求，即以进化论为核心的进化生物学研究不仅应能够解释各种复杂生命现象，重建生物的自然历史，而且还应具有一定的预测性和应用潜力。因而，藉纪念达尔文（C. Darwin）诞辰200周年和《物种起源》出版150周年之际，回顾进化论与进化生物学的发展历程，将有助于我们全面了解该领域的科学理论与知识，并用于指导21世纪生命科学的研究。 进化论的科学本质 进化论从本质上改变了人们对地球生命现象的理解。进化论围绕生物多样性的起源与发展，引导人们探索各种生物之间的亲缘关系（或称进化谱系）。例如，作为地球生物的一员，人类究竟何时又是如何在地球上出现的？不同人种或不同人群之间关系如何？人类与其他生物（如细菌）有何种进化上的关联？如此等等，进化论为我们提供了科学的解释。 在进化论中，具有有益性状的生物存在差异的繁殖优势被称为自然选择（natural selection），因为是自然来“选择”提高生物生存与繁殖能力的性状。如果生物的突变性状降低其生存与繁殖能力的话，自然选择就会减少这些性状在生物群体中的扩散。人工选择也是一个类似的过程，但在这种情况下是人而不是自然环境使生物交配以选择理想的性状。最常见的莫过于通过人工选择来获得人们所需的家畜品系和园艺植物品种等。 迄今为止，支持进化论的证据层出不穷，从中华龙鸟化石的发现到酵母实验进化的分析，不胜枚举[1]。近年来比较突出的例子有加拿大北部“大淡水鱼”化石的发现。科学家们根据进化理论和化石分析预测出浅水鱼类向陆地过渡阶段的大致时间，随后他们将目光投向加拿大北部努维特地区的埃尔斯米尔岛，那里有大约37 500万年前的沉积岩。通过四年的努力，科学家们终于从岩层中发掘出命名为“Tiktaalik”（因纽特人的语言中意为“大淡水鱼”）的生物化石，它既具有许多鱼类特征，又具有早期四足动物的典型特征，而它的鳍包含骨骼，可形成类似于有肢动物的肢体，用来移动和支撑躯体[2]。“大淡水鱼”的发现证实了科学家们基于进化论的预测。反过来，对于进化论预测的证实也提高了达尔文理论的可信度。的确，每一种科学理论本质上都要具备对尚未观察到的自然事件或现象作出预测的能力。 另一个经典的例子是科学家们对特立尼达岛阿立波河中的虹鳉鱼进行的观察与实验。按照进化理论，不同时间尺度上的自然选择可能产生全然不同的进化效应。在仅仅几个时代的周期内，生物个体就有可能产生小规模的变异，可称之为微进化（microevolution）。科学家们发现，生活在阿立波河中的虹鳉鱼无论是其幼体还是成体均遭受较大鱼类的捕食，生活在河流上游小溪中的虹鳉鱼只有其幼体会被较小鱼类捕食，因而长期的进化过程导致该河流中的虹鳉鱼个体较小（更易于躲避捕食者），而溪流中的虹鳉鱼则个体较大（不易被较小的鱼类捕食）。科学家们将河流中的虹鳉鱼置于原来没有虹鳉鱼种群的溪流中，发现它们仅仅在20代后就进化出了溪流中虹鳉鱼的特性[3]。 毋庸讳言，在科学上，我们不可能绝对肯定地证明某种解释是完美无缺的，或者是终结性的。然而，迄今为止，许多科学解释已经被人们反复检验，不断增添的新观察结果或新的实验分析很难对其作出重大改变。换言之，科学界已广泛接受这些解释，它们是以观察自然世界获得的证据为基础的。进化理论就是其中一个代表。从这一点出发，我们可以明确地将

分子生物学综述

基于特定引物PCR的DNA分子标记技术研究进展 摘要： PCR是一种选择性体外扩增DNA的方法，分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种比较理想的遗传标记技术。SSR、SCAR、SRAP 和TRAP是四种最新发展的基于特定引物PCR的新型DNA分子标记技术，具有简便、高效、重复性好等优点，已在遗传育种的种质资源等各个方面得到广泛应用。介绍了这四种分子标记的基本原理和特点，综述了它们在分子生物学研究中的应用。 关键词：分子标记SSR SCAR SRAP TRAP DNA分子标记技术的研究始于1980年，本质上是指能反映生物个体或种群间基因组某种差异的特异性DNA片段，DNA分子标记大多以电泳谱带的形式表现生物个体之间DNA差异，通常也称DNA的指纹图谱。与其他几种遗传标记相比具有的优越性有：大多数分子标记为显性，对隐性的农艺形状的选择十分便利;基因组变异及其丰富，分子标记的数量几乎是无限的；在生物发育的不同阶段，不同组织的DNA都可用于标记分析；分子标记揭示来自DNA的变异；表现为中性，不影响目标形状的表达，与不良性状无连锁；检测手段简单、迅速。目前DNA分子标记技术已有数十种，主要可分为4大类:基于分子杂交的DNA 分子标记技术;基于随机/特定引物PG R的DNA分子标记技术;基子限制性酶切与PCR技术的分子标记技术;基于芯片技术的DNA分子标记技术。概述新型的基于特定引物PCR的DNA分子标记技术，包括SSR,SCAR,SRAP和TRAP。目前这些I3;VA分子标记技术的应用仍具有相当的局限性，如何将它们有效地利用于分子生物学研究是函待解决的问。 1序列特异扩增区域SCAR 1. 1 SCAR标记的原理 序列特异扩增区域(sequence characterised am-plifiedreginn)简称SCAR标记，是1993年Paran和Michelma记[1]]建立的一种可靠、稳定、可长期利用的RAPD 标记技术。SCAR标记的基本流程:先用随机引物进行RAPD筛选，获取特异的RAPD标记，然后对标记进行克隆和测序，根据测定RADII标记两末端的序列设计一对引物，此引物通常包含有原来的RAPD引物序列，多为20-24，再用该引物对所研究的基因组DNA进行PCR扩增，这样就可以把与原来的RAPI3片段相对应的单一位点鉴定出来。 1. 2 SCAR标记的特点 SCAR标记方便、快捷、可靠，适合于大量个体的快速检测，结果稳定性好，重复性高。由干SCAR标记使用的引物长，因而试验的可重复性高，它克服了RAPD重复性欠佳的弱点，同时具有STS标记的优点，因此比RAPn及其他利用随机引物的方法在基因定位和作图中的应用要好，在分子标记辅助育种、种质资源鉴别等方面有着潜在的应用前景，SCAR标记是共显性遗传的。待检DNA间的差异可直接通过有无扩增产物来显示，这甚至可省却电泳的步骤。由于RAPD 扩增过程中错配几率较高，RAPD标记片段同源性高导致SCAR标记的转化成功

《生物科学导论》结课论文优秀范本

《生命科学导论》结课报告姓名：詹晓琴 学号：1000530234 专业：商学院10级电子商务 《生命科学导论》主要涵盖的内容，非生命科学专业本科生学习《生命科学导论》课程的意义 所有的生物都是由一个或多个细胞组成的,细胞是一切生命活动的基础，细胞是生物的基本组成单位，生命活动的结构基础是细胞内严密组织和高度有序且动态的结构体系，新陈代谢、生长和运动是生命的本能；生命通过繁殖而延续，遗传和变异是生物进化的基础，DNA 是生物遗传的基本物质；生物具有个体发育的经历和系统进化的历史；生物对外界刺激可产生应激反应并对环境具有适应性。生命是集合这些主要特征的物质存在形式。 “生命科学导论”是生命科学的入门科学。基础生命科学涵盖的基本内容包括：生命的化学组成、细胞的结构与功能、能量与代谢、繁殖与遗传、遗传信息的传递与控制、生物的起源进化与系统分类、生物个体的发育、结构、功能和行为、生态环境、生物技术和生命科学的前沿与新进展等。现代生命科学研究正在由宏观向微观深入发展，分子生物学正在向揭示生命的本质方向迈进。创新性的科学研究推动了生命科学的进步和发展，深刻地影响着人们的世界观、价值观和人生观，也深刻改变了人类文明的发展进程。热爱科学、追求真理、实事求是、团结协作是一些杰出科学家所具备的基本科学态度和精神。 作为非生物学专业的我，认真学好《生命科学导论》主旨在于培养自己对生命科学的兴趣，主动探索生命的奥秘，把握生命科学中的基本概念及其内在联系,建立进化流、信息流和能量流等知识框架，培养自己带着问题去学习，并留出想象的空间的能力，把学习到的生命科学知识与全面提高科学素质相结合，打开生命科学知识创新大门。 根据生物体的元素及分子组成特点，联系实际浅谈我们现代人健康合理的膳食 通过对《生命科学导论》课程的学习，我了解到了生物体的元素及分子组成基本特点和他们对于生物体的重要性，深刻感觉到我们人类也应该根据各类食物构成的不同营养价值合理健康饮食，促进营养需要与饮食供给建立平衡关系，达到合适的热量、合适的蛋白质、合适的无机盐、丰富的维生素、适量的食物纤维、

生物工程概论

浅谈近现代生物工程学的一些发现 摘要：文章重点阐述了生物学科的近现代发现，并介绍了现代生物技术发展历史与实际应用。 关键词：古生菌、减数分裂、光合作用 正文： 一、古生菌 1、发现人及其命名 20世纪70年代，卡尔·乌斯（Carl Woese）博士率先研究了原核生物的进化关系。他没有按常规靠细菌的形态和生物化学特性来研究，而是靠分析由DNA 序列决定的另一类核酸--核糖核酸（RNA）的序列分析来确定这些微生物的亲缘关系。我们知道，DNA是通过指导蛋白质合成来表达它决定某个生物个体遗传特征的，其中必须通过一个形成相应RNA的过程。并且蛋白质的合成必须在一种叫做核糖核蛋白体的结构上进行。因此细胞中最重要的成分是核糖核蛋白体，它是细胞中一种大而复杂的分子，它的功能是把DNA的信息转变成化学产物。核糖核蛋白体的主要成分是RNA，RNA和DNA分子非常相似，组成它的分子也有自己的序列。 由于核糖核蛋白体对生物表达功能是如此重要，所以它不会轻易发生改变，因为核糖核蛋白体序列中的任何改变都可能使核糖核蛋白体不能行使它为细胞构建新的蛋白质的职责，那么这个生物个体就不可能存在。因此我们可以说，核糖核蛋白体是十分保守的，它在数亿万年中都尽可能维持稳定，没有什么改变，即使改变也是十分缓慢而且非常谨慎。这种缓慢的分子进化速率使核糖核蛋白体RNA的序列成为一个破译细菌进化之谜的材料。乌斯通过比较许多细菌、动物、植物中核糖核蛋白体的RNA序列，根据它们的相似程度排出了这些生物的亲缘关系。 乌斯和他的同事们研究细菌的核糖核蛋白体中RNA序列时，发现并不是所有的微小生物都是亲戚。他们发现原来我们以为同是细菌的大肠杆菌和能产生甲烷的微生物在亲缘关系上竟是那么不相干。它们的RNA序列和一般细菌的差别一点也不比与鱼或花的差别小。产甲烷的微生物在微生物世界是个异类，因为它们会被氧气杀死，会产生一些在其它生物中找不到的酶类，因此他们把产生甲烷的这类微生物称为第三类生物。后来又发现还有一些核糖核蛋白体RNA序列和产甲烷菌相似的微生物，这些微生物能够在盐里生长，或者可以在接近沸腾的温泉中生长。而我们知道，早期的地球大气中没有氧气，而含有大量氨气和甲烷，可能还非常热。在这样的条件下植物和动物无法生存，对这些微生物却非常合适。在这种异常地球条件下，只有这些奇异的生物可以存活，进化并在早期地球上占统治地位，这些微生物很可能就是地球上最古老的生命。 因此，乌斯把这类第三生物定名为古生菌（Archaea），成为和细菌域、真核生物域并驾齐驱的三大类生物之一。他们开始还没有如此大胆，只是称为古细菌（Archaebacteria），后来他们感到这个名词很可能使人误解是一般细菌的同类，显不出它们的独特性，所以干脆把“bacteria”后缀去掉了。这就是古生菌一词

《分子生物学大(综合)实验》课程介绍(精)

《分子生物学大（综合）实验》课程介绍 课程代码（学校统一编制） 课程名称分子生物学大（综合）实验 英文名称MolecularBiologyBigExperiment 学分：3修读期：第七学期 授课对象：生物科学、生物技术 课程主任：姓名、职称、学位 关洪斌，副教授，博士 课程简介 21世记是生命科学的世记,而分子生物学是带动生命科学的前沿科学。分子生物学是在生物大分子水平上研究细胞的结构、功能及调控的学科,在现代生物学学科发展中的重要性与不容置疑的带头作用是众所周知的。许多重大的理论和技术问题都将依赖于分子生物学的突破。随着分子生物学研究工作的不断深入,相关实验技术方法和技术日新月异的发展。为了适应分子生物学研究工作日益发展的需要,满足培养从事现代生物学研究,尤其是进行分子生物学研究的人才的需要,特设置分子生物学大（综合）实验课程。本课程的教学目标和基本要求是使学习者基本掌握分子生物学实验技术的基本原理和方法,教学内容包括TRIZOL试剂盒提取RNA、RNA质量的检测、RT-PCR和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测cDNA。通过本实验可提高学生的动手能力和创造性思维能力,较好地掌握分子生物学实验操作和技能，为今后独立进行科研工作打下坚实基础。 实践教学环节（如果有） 实验内容包括TRIZOL试剂盒提取RNA、RNA质量的检测、RT-PCR和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测cDNA。 课程考核 实验报告 指定教材 自编 参考书目 1.分子生物学实验指导高等教育出版社施普林格出版社，1999 2.彭秀玲,袁汉英等.基因工程实验技术.湖南科学技术出版社,1997 3.吴乃虎.基因工程原理(上下册).科学出版社,1998 4.F.奥斯伯等著:颜子颖,王海林译.分子克隆实验指南(第二版).科学出版社,1998 5.J.萨姆布鲁克等著:金冬雁,黎孟枫等译.精编分子生物学实验指南.科学出版社,1993

关于分子生物学与医药的综述

分子生物学与医药 专业：11生技姓名：檀慧芳学号：1102021036 摘要：分子生物学是从分子水平上研究生物体生命活动及其规律的一门科学，其不仅是目前自然科学中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。在医学中，分子生物学主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展关系，乃至在诊断治疗上的应用[1]。医药是关于人类同疾病作斗争和增进健康的科学，医药产业是国民经济的重要组成部分，与人民群众的生命健康和生活质量等切身利益密切相关。随着分子生物学和医药的逐步发展，分子生物学被越来越广泛的应用到生物医药行业中。下文将通过对分子生物学和医药的介绍、分子生物学在医药领域的应用、分子生物学再生医药领域的发展趋势和展望这三方面内容来介绍分子生物学与医药。 关键词：分子生物学生物医药应用发展趋势与展望 1、分子生物学与生物医药简介 1.1分子生物学 分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的学科，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动的改造和重组自然界的基础科学。分子生物学从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律，它涵盖了生命科学的各个领域，改变了或正在改变着整个生物学的面貌，其研究成果已在工业、农业、医学、食品、材料、能源、冶金、环保等领域得到了广泛的应用[2]。分子生物学是研究所有生物学现象的分子基础，内容十分广泛，但可以把分子生物学的研究内容可以概括为以下五个方面： 1.基因与基因组的结构与功能：基因的研究一直是影响整个分子生物学发展的主线。近20年来，由于重组DNA技术的不断完善和应用，人们已经改变了从表型到基因型的传统研究基因的途径，能够直接从克隆目的基因出发，研究基因的功能及其与表型的关系，使基因的研究进入了反向生物学阶段。 2. DNA的复制、转录和翻译：此方面研究的重点是DNA或基因怎样在相关的酶与蛋白质因子的作用下按照中心法则进行自我复制、转录和翻译，以及对mRNA分子剪接、加工、编辑和对新生多肽链折叠成为功能结构的研究。 3.基因表达调控和研究：基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。在生物个体的生长、发育和繁殖过程中，遗传信息的表达按照一定的时空发生变化，并且随着内外环境的变化而不断地加以修正。基因表达调控主要表现在对上游调控序列、信号转导、转录因子以及RNA剪辑等几个方面。 4. DNA重组技术：DNA重组技术是20世纪70年代初兴起的一门科学技术。应用此技术能将不同的DNA片段进行定向的连接，并且在特定的宿主细胞中与载体同时复制、表达。它的主要目的用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽也可用于定向改造某些生物有效阻止病情发展。DNA重组技术还被用来进行基础研究。分子生物学研究核心是遗传信息的结构、传递和控制，在这个过程中DNA重组技术必不可少。 5.结构分子生物学：任何一个生物大分子当它在发挥生物学功能时需要有两个前提：必须具有特定的空间结构，并且在发挥生物学功能的过程中必定存在结构和构象的变化。分子生物学已经渗透到生物学的各个领域，正在改变着生物学的面貌[3]。 1.2生物医药 生物制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理

生物学论文

保护生物多样性，维持生态平衡 摘要：生物多样性受到破坏的例子不胜枚举，而他所带来的负面影响也正慢慢显现出来。保护生物多样性是维持生态平衡的基础，因此保护生物多样性已成为全球共同的呼声，将有利于环境保护和生物资源的持续利用，对人类具有极为重要的意义，需要全人类共同采取迫切行为。 关键词：保护生物多样性维持生态平衡 正文:生命无所不在，从热带雨林上端离地数百尺的地方、澳大利亚的沙漠，到深海火山熔岩的缝隙，处处都有生命。浩瀚多样的生命形态维系人类的生存，也确保清洁的空气与水，这些惊人丰富的多样性如何形成？又是什么神奇的力量使万物凝聚在一起维持平衡？ 人类实在难以尽窥其中的奥秘，但可以确定的是，如果我们拆散了当中的任何一个环节，就永远也不能恢复原状了。 对于现在地球上生存的物种数量，人们一直十分关注，同时也一直是一个无法确切知道的谜。物种统计是一门粗略的科学，据1994 发表的“系统学2000年议程”估算，如今已发现并得到正式命名的物种约160.4万种，尚未发现的约1千万种至1亿种，另据联合国环境署1996年估算，如今得到定义的物种约175万种。 []3生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括动物、植物、微生物、和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的生态系统。它是生命系统

的基本特征。生命系统是一个等级系统，包括多个层次和水平——基因、细胞、器官、有机体、种群、群落等。生物多样性也可分为多个组分，每个组分又可分为多个层次。但在理论与实践上较重要、研究较多的主要有基因多样性（或遗传多样性）、物种多样性和生态系统多样性三个水平[]3。 一、生物多样性的价值 []1生物多样性具有直接利用和潜在利用的价值，而对这些价值的研究无不建立在对生物多样性信息充分了解的基础上。生物多样性及其组分在社会、经济、科技、教育、文化、娱乐和美学等方面具有广泛的价值对生物圈生命维持系统的进化和保持具有极其重要的意义，是人类社会持续发展的基础。生物多样性的利用价值可分为直接利用价值、生态价值、科学价值和美学价值四个方面[]1。[]2同时，生物多样性与我国道教发祥地青城山的宗教文明相互相成。道家亲和自然与顺应自然的基本哲学思想，源自对人与自然基本关系的深刻体察与思考，包含了超前的、先进的、合乎科学规律的生态伦理观念和思想遗产。[]2 []3生物多样性的保护是人类管理物种与生态系统，最大限度地发挥它们当前提供的用途，并维持它们的潜力以满足子孙后代的需要，不是单纯消极的保护行动。一个国家的生物多样性保护项目，可能牵扯到挽救、研究和利用该国的本地野生物种，保护和利用栽培与饲养物种的野生亲缘种及其遗传多样性，维护人类生存环境和生物圈的动态平衡，控制对自然和人工生态系统有害的入侵种等方面。可见，生

分子生物学技术在微藻分类中的应用现状

分子生物学技术在微藻分类中的应用现状 摘要：微藻是一类最原始的物种之一，微藻具有结构简单、生长周期快等特点；对于微藻分类和鉴定是关于微藻基础研究的内容之一。本文综述了传统微藻分类方法和分子生物学分类方法，详细介绍了微藻叶绿体基因组、线粒体基因组和核基因组在分子分类中的应用。 关键词：分子生物学微藻分类现状 1 概述 1.1 传统微藻分类技术简介 微藻是一群小型藻类的总称，微藻细胞微小，结构简单，形态多样，适应性强，整个生物体都能进行光合作用，所以光合作用效率高，生长周期短、速度快等特点[1]。进入上世纪90年代，对于海洋生态系统的研究愈发重要。在探索海洋生产力的构成、分布与作用，赤潮的监测、预报和治理等方面，藻类的鉴定与分类都是其中的基础内容之一[2]。 藻类传统的分类方法主要是依据其形态、生理生化等指标进行[3]，但这些指标易受环境条件的影响，并且亲缘关系较相近的物种之间在形态等指标上表现的差异很小；同时，微藻个体微小，一般需要借助电子显微镜辨别鉴定，但有些藻类的结构不利于电子显微镜制片；有些藻类种间界定的形态学标准并不清晰，很难完整而正确地揭示一些物种之间的亲缘关系，以致在某些微藻属、种的分类上造成混乱。并且这种分类方法分析速度慢、耗时长，对操作人员的要求较高，难以满足浮游植物种群动力学观测“量大、连续”的要求。 所以在传统分类的基础上寻找一些新方法弥补它的不足方面并解决上述难题就成为近十几年来微藻分类与鉴定领域研究的新动向。 1.2 分子生物学技术介绍 1953年，Watson 和Crick 成功提出了DNA分子双螺旋的空间结构模型，奠定了分子生物学的基础。1984年Mullis建立的PCR技术使分子生物学得到了迅速发展[4]。随着分子生物学的迅猛发展及实验技术的突破，一些新的技术、方法广泛应用于生物学和医学等相关学科以后，我们对这些学科有了更深入的认识。这些新的技术、方法应用于微生物的分类鉴定中，使微生物的分类取得了令人瞩目的成果，使人们完全能够从分子水平认识生物物种分化的内在原因和物质基础以及各类生物的分子进化历史，从而引起了微藻分类研究领域中的变革[5]。 分子分类方法包括同工酶分析[6]、特异蛋白质分析[7]和以DNA多态性[8]为基础的分类方法。同工酶和特异蛋白质分析技术通过属、种间不同酶系统的同工酶或某些特异蛋白质的基

神经病理性疼痛分子生物学研究进展_综述

神经病理性疼痛分子生物学研究进展 中国医学科学院中国协和医科大学协和医院麻醉科100730 国凯罗爱伦黄宇光 神经病理性疼痛(Neuropathic Pain)是与多种周围神经障碍相关联的一组共同表现的症状,包括与糖尿病、甲状腺功能低下、尿毒症、营养缺乏和化疗药物（新碱、顺铂等）相关的神经障碍；也包括：格-巴二氏综合征、带状疱疹后神经痛、进行性神经病性肌萎缩病、复合性局部疼痛综合征Ⅰ型和缺血性神经病变等(Gregory T,2001)。国际疼痛研究会（IASP,1994）将这种由于外周或中枢神经系统的直接损伤功能紊乱引起的疼痛称为神经病理性疼痛。神经病理性疼痛是医学领域的挑战性研究课题，目前发病机制不清,尚缺乏有效的治疗措施。近年来，对外周神经损伤所致的神经病理性疼痛的分子、细胞机制，特别是在初级感觉神经原和脊髓水平的研究积累了比较丰富的资料，为进一步探索此类痛症提供了基础。而从分子生物学的角度探讨神经病理性疼痛机制是最近几年发展起来的，为神经病理性疼痛的机制和治疗带来了新思路。下面就神经病理性疼痛的动物模型、分子机制、治疗等方面进行论述。 1.神经病理性疼痛动物模型 对神经病理性疼痛发病机制的研究大多来源于动物模型；尽管模型还存在不少缺陷，但是它为理解和探索人类神经病理性疼痛的发病机制提供了有用的工具。动物模型的缺点是动物无法语言交流，对动物的疼痛测量多基于主观行为反应，比如测量痛敏和异常痛敏的阈值。 最常见的动物模型包括坐骨神经慢性压迫模型（CCI）（Bennet G

J,1988）、坐骨神经部分损伤模型（PNL）（Seltzer Z,1990; Malmber,A.B., 1998）、脊神经选择结扎模型（SNL）（Kim SH, 1992）、坐骨神经轴索切断模型（Wall,P.D.，1979）、背跟节慢性压迫模型（CCD）（Hu SH, 1998；Song XJ, 1999）和坐骨神经分支选择损伤模型（Decosterd and Woolf CJ, 2000）等。通过测量神经损伤侧肢体脚爪皮肤的感觉阈值，即通过测量对热照射、机械刺激引起的痛敏（hyperalgesia）和冷、触异常痛敏(allodynia)来确定模型是否成功建立。 另外还有通过注射细胞毒药物比如四氧嘧啶和链脲霉素（STZ）建立的糖尿病神经病理性疼痛模型，常用的方法是采用静脉或腹膜注射STZ。在糖尿病大鼠模型上观察到疼痛症状比如异常痛敏和机械、温度痛敏（Rashid M, 2002）。还有其他几种动物模型，比如化疗药物引起的细胞毒性神经病变，通过静脉注射新碱模拟出了这种疼痛模型（Aley K O,1996）；小鼠感染单纯带状疱疹病毒，开发出了急性疱疹和带状疱疹后神经痛模型（Takasaki I.,2000）。 上述多种神经损伤模型在许多方面不相同，提示其发病机制也不相同。这些模型的多样性发生机制可能反映了临床不同神经病理性痛的表现多样性，通过对各自模型机制的深入探讨，可能会有助于提出针对临床各种神经病理性痛的有效治疗方案和策略。 2.神经病理性疼痛的分子机制 外周神经损伤引起的神经病理性疼痛，表现为痛觉过敏、异常痛敏、感觉缺失和自发性疼痛。其中中枢和外周敏化在神经病理性疼痛的产生和维持中发挥重要作用(Millan MJ,1999)；中枢机制包括脊髓背角神经原的兴奋性升高、抑制性中间神经原的去抑制作用和神经损伤后Aβ纤维长入背角浅层等；外周机制包括异位放电、脊髓背跟神经节（DRG）交感神经的分布增加和损伤后的传入纤维表现型的

生物工程概论结课论文

生物工程概论结课论文 --崔成成化工B092 一、课程简要内容。 1.本课程先从绪论开始，向我们介绍了生物工程与生物技术的含义，即指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合来改造或者重新设计细胞的遗传特性，培育出新的品种；以工业规模利用现有生物体系、生物化学过程来制造工业产品。换句话说，就是将活的生物体、生物体系或生命过程产业化的过程。然后介绍了生物技术的产生及其发展史，大体分为：传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。从生物技术的发展看出，在以生命科学为主要科学的今天，生物技术已经从人们最基本的衣、食、住、行，影响到人们的生活生产，乃至于人类对自身身体奥秘的探索。总之，生物技术影响到各行各业，跃居为21世纪最热门的领域之一。 2.课程第二部分开始详细介绍生物工程的五大基本内容，即基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程。同时也指出是生物技术的六大特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能。 (1).基因工程 基因工程是20世纪70年代以后兴起的一门新兴技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA 分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。以上可以看出基因工程的实施至少四个必要条件：目的基因、工具酶、载体、受体细胞。现阶段基因工程主要应用于农牧业，食品工业。如转基因鱼，转基因牛，转鱼抗寒基因的番茄等；环境保护，基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物；医学。基因工程药品的生产，基因工程胰岛素，基因工程干扰素等。 (2).细胞工程 细胞工程是指在细胞水平上对生物体进行遗传操作的技术，通过离体培养、细胞核移植、细胞融合等技术，使生物的某些特征向人们需要的方向改变，1|华北科技学院

现代分子生物学小论文

中国因大豆最新研究进展报告（专题三） 摘要：大豆是重要的油料作物和饲料作物，也是人类的主要食用蛋白和工业原料的来源。而转基因是一种将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰的现代技术。目前，越来越多的转基因技术运用到食品医药行业当中。大豆的转基因研究是国内外植物分子生物学研究的热点之一，通过将目的基因整合到大豆基因中，可获得抗虫大豆，其出油率也高于普通大豆。转基因大豆已成为世界大豆主产国大豆产业发展的主要动力。本文概述转基因大豆依据的主要理论，目前国内研究进展，转基因大豆的现状及其安全问题等等。 关键词：转基因大豆食品安全研究进展外源基因现状 前言：大豆是重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物，含有丰富的蛋白质、脂肪和多种人体有益的生理活性物质。随着基因工程研究的升入，用转基因来改变大豆的性状已被广泛应用。转基因大豆最早的报道是1984年De Bloke等和Horsch 等的研究结果。1988年，McCabe和Hinchee分别用基因枪轰击大豆未成熟胚生长点和用农杆菌侵染大豆子叶节的方法获得转基因植株。1994年5月，美国孟山都公司培育的抗草甘膦除草剂转基因大豆首先获准在美国商业化种植。1997年，杜邦公司获得美国食品药物管理局批准推广种植高油酸转基因大豆。1998年AgrEvo公司研制的抗草丁膦大豆被批准进行商业化生产。转基因大豆品种的育成和推广是世界大豆科技史上具有里程碑意义的重大突破，已成为世界大豆发展生产的主流趋势。 1转基因大豆简介 转基因大豆最早来源于美国，1996年春，美国伊利诺伊西部许多农场主种植了一种大豆新品种，这种大豆是移植了矮牵牛的一种基因。这个新大豆品种可以抵抗杀草剂——草甘膦（毒滴混剂）。草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。这是人类历史上第一次成功培育转基因大豆。 转基因大豆包括抗草胺膦转基因大豆，抗磺酰脲类除草剂转基因大豆，抗草甘膦转基因大豆等等。目前以抗草甘膦为目标而创制出的抗除草剂作物占绝对优势，其中尤以抗草甘膦大豆在世界范围内种植面积最广。 2转基因大豆的主要理论 2.1 转基因技术理论

分子生物学技术在土壤生物修复中的应用研究和展望剖析

分子生物学手段 在土壤污染生物修复中的应用 摘要: 污染土壤的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，文章 综述了分子生物学技术包括环境微生物群落降解基因分析、16S rRNA序列 分析技术以及荧光原位杂交技术在生物修复技术中跟踪污染土壤中降解微 生物行为、监测降解基因和微生物群落变化，揭示了其中的分子机制的应 用现状，对各项技术应用中需要注意的问题进行了讨论并对其发展前景进 行了展望。 关键词: 分子生物学；降解基因；16S rRNA；FISH Molecular biology techniques in bioremediation of soil: Current status and future Abstract：This review starts with a brief overview of the molecular biology techniques applied to the bioremediation of soil. The principles of the catabolic gene probe analysis of microbial community, 16S rRNA sequence analysis and fluorescent in situ hybridization (FISH) and their applications to monitoring the fate of contaminant-degrading microorganisms, detecting catabolic gene and analyzing the changes of microbial community in contaminated soil are highlighted. The problems and prospects of these techniques are discussed. Key words: molecular biology; catabolic gene; 16S rRNA; FISH

分子生物学综述论文(基因敲除技术)

现代分子生物学 课程论文 题目基因敲除技术 班别生物技术10-2学号 10114040220 姓名陈嘉杰 成绩

基因敲除技术的研究进展 要摘基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术，是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。此后经历了近20年的推广和应用，直到2007年10月8日，美国科学家马里奥?卡佩奇（Mario Capecchi）和奥利弗?史密西斯（Oliver Smithies）、英国科学家马丁?埃文斯（Martin Evans）因为在利用胚胎干细胞对小鼠基因金星定向修饰原理方面的系列发现分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。基因敲除技术从此得到关注和肯定，并对医学生物学研究做出了重大贡献。本文就基因敲除的研究进展作一个简单的综述。 关键词基因敲除、RNAi、生物模型、同源重组 前言 基因敲除又称基因打靶，该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改制，具有转移性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。应用DNA同源重组技术将灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cells，ES cells）以取代目的基因，再筛选出已靶向灭活的细胞，微注射入小鼠囊胚。该细胞参与胚胎发育形成嵌合型小鼠，再进一步传代培育可得到纯合基因敲除小鼠。基因敲除小鼠模型的建立使许多与人类疾病相关的新基因的功能得到阐明，使现代生物学及医学研究领域取得了突破性进展。上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第一代技术，属完全性基因敲除，不具备时间和区域特异性。关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。Tsien等[1]于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物，被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。该技术以Cre/LoxP系统为基础，Cre在哪种组织细胞中表达，基因敲除就发生在哪种组织细胞中。2000年Shimizu等[2]于《Science》报道了以时间可调性和区域特异性为标志的第三代基因敲除技术，其同样以Cre/LoxP系统为基础，利用四环素等诱导Cre的表达。该技术使目的基因的敲除在时间上可人为控制，避免了死胎或动物出生后不久即死亡等现象的出现。2004年该实验室Cui等又报道了第四代基因工程技术，即可诱导的区域性蛋白质敲除技术，用这一技术构建的模式动物可在几分钟内反转性地激活或敲除特定蛋白质的功能，从根本上改变了前三代基因敲除技术对蛋白质代谢速度的内在依赖性，达到空前的时间精度，成为目前功能基因组和功能蛋白质组研究最先进的工具之一。 1. 基因敲除技术简介 基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术，是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目的。随着基因敲除技术的发展，除了同源重组外，新的原理和技术也逐渐被应用，比较成功的有基因的插入突变和iRNA，它们同样可以达到基因敲除的目的。 2．实现基因敲除的多种原理和方法： 2.1.1 利用基因同源重组进行基因敲除 基因敲除是80年代后半期应用DNA同源重组原理发展起来的。80年代初，胚胎干细胞（ES 细胞）分离和体外培养的成功奠定了基因敲除的技术基础。1985 年，首次证实的哺乳动物细胞中同源重组的存在奠定了基因敲除的理论基础。到1987年，Thompsson首次建立了

生物技术论文概述

生物技术论文 班级：食品与生物技术系学号：1102040220 姓名：何海慧 摘要：本文主要介绍生物技术的含义、生物技术的概况以及生物技术的发展前景。 关键词：生物技术基因工程细胞工程酶工程发酵工程 生物技术是21世纪的核心技术，是多学科共同努力取得的重大成果，被广泛地应用于农业、医药、食品、能源、环保、化工等多个领域，显示出了十分广阔的发展前景。因此，它必将成为21世纪增强综合国力的支柱产业之一。我国同世界其他国家一样已把生物技术列为高新技术之一，并积极组织力量进行研究和攻关。不过，生物技术并不是一个完全的新兴学科，它是由传统生物技术和现代生物技术两部分构成的。传统生物技术是指制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺；现代生物技术则是指近几十午发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 一、生物技术的含义 生物技术，也称生物工程。是指以现代生命科学为基础，结合其他学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照人们的预先设计改造生物体或加工生物原料，来生产人们所需要的产品或达到某种目的。它是一门新兴的、综合性的学科。先进的工程技术手段指的是基

因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新技术。改造生物体是指获得优良的动物、植物及微生物品系或品种。 大规模培养技术是以工业化生产为目的，从大量培养的细胞中获得药物或其他有用物质。植物大规模培养技术是以工业化生产为目的，从大量培养生物原料则指生物体的某一部分或生长过程产生的能利用的物质，如淀粉、糖、纤维素等有机物，也包括一些无机化学品，甚至某些矿石。生产人们所需要的产品包括粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等。达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗，食品的检验以及环境污染的检测和治理等。生物技术是由多学科综合集成的一门新兴学科。 根据研究对象的不同，需要以下各个学科的知识作支撑，即普通生物学、分子遗传学和细胞生物学；人类遗传学和分子医学：病毒学、微生物学和生物化学等学科。尤其是现代分子生物学的最新理论成果更是生物技术发展的基础。生命科学的快速发展已经在分子、亚细胞、细胞、组织与个体等不同层次上，揭示了生物的结构与功能的相互关系，进而使人们能够应用其研究成果对生物进行不同层次的设计、控制、改造乃至模拟，同时，产生了巨大的生产效能。 二、现代应用生物技术的内容 现代应用生物技术是在基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等先进的现代应用生物技术手段基础上产生和发展起来的。这些先进的现代生物技术手段构成了现代应用生物技术的重要内容。