生物技术专业综述

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大学生物科学的国内外研究综述

大学生物科学的国内外研究综述

大学生物科学的国内外研究综述引言大学生物科学作为一门关于生物现象和生物体的科学研究,涵盖了广泛的领域和研究方向。

本文对国内外大学生物科学的研究进行综述,旨在了解当前研究的热点和进展。

国内研究国内大学生物科学的研究呈现出多样化的趋势和研究方向。

以下是一些国内研究的主要领域和热点:1. 生物医学研究:中国的大学在生物医学领域取得了重要进展,涉及疾病治疗、基因工程、药物研发等方面。

2. 农业生物技术:农业生物技术研究是国内生物科学领域的重点之一,包括转基因作物、农药研发、生物肥料等方面。

3. 生物多样性保护:中国作为生物多样性丰富的国家,大学生物科学研究也致力于生物多样性保护和保护区管理等方面的工作。

国外研究国外大学生物科学的研究在许多方面处于领先地位,以下是一些国外研究的主要领域和热点:1. 分子生物学研究:国外大学在分子生物学领域取得了重要突破,包括基因组学、蛋白质研究、细胞信号传导等方面。

2. 环境生物学:许多国外大学关注环境变化对生物的影响,开展环境生物学的研究,包括气候变化、生态系统稳定性等方面。

3. 生物工程技术:国外大学在生物工程技术领域也具有优势,涉及生物燃料、生物材料、生物传感器等方面的研究。

结论大学生物科学的国内外研究呈现出多样化的趋势和研究方向。

国内研究主要集中在生物医学、农业生物技术和生物多样性保护等领域;而国外研究则在分子生物学、环境生物学和生物工程技术等方面取得了重要进展。

未来,我们可以借鉴国内外的研究成果,进一步拓展大学生物科学的研究领域,为生物科学的发展做出更大的贡献。

参考文献(请根据实际情况在此列出参考文献,但不要引用内容无法确认的文献)。

生物化学专业综述

生物化学专业综述

生物化学专业综述生物化学专业是一门综合性学科,涵盖了生物学和化学两个领域的知识。

它研究生物体内化学成分的组成、结构、功能以及其与生命活动之间的关系。

本文将对生物化学专业的基本概念、研究内容和应用领域进行综述。

一、基本概念生物化学是研究生物体内化学成分的组成、结构、功能以及其与生命活动之间的关系的学科。

生物化学专业则是培养具备生物化学理论和实验技能的专业人才,他们能够研究和解决与生物体内化学成分相关的问题。

二、研究内容1. 生物大分子的结构与功能生物大分子是生物化学研究的重要对象,包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。

生物化学专业的学生需要学习这些生物大分子的结构、功能和相互作用,以及它们在生命过程中的重要作用。

2. 酶的研究与应用酶是生物体内的催化剂,能够加速化学反应的进行。

生物化学专业的学生需要学习酶的结构、功能和调控机制,以及酶在医药、工业和环境保护等领域的应用。

3. 代谢途径与调控代谢是生物体内化学反应的总称,包括能量代谢、物质代谢和信号传导等过程。

生物化学专业的学生需要学习代谢途径的组成、调控机制以及与疾病相关的代谢紊乱。

4. 分子生物学技术分子生物学技术是生物化学专业的重要工具,包括基因克隆、蛋白质表达和分析、基因组学和蛋白质组学等技术。

生物化学专业的学生需要学习这些技术的原理和应用,以及在科研和医学诊断中的作用。

三、应用领域1. 医药领域生物化学专业的毕业生可以在制药公司、医药研究机构和医院等单位从事新药研发、药物分析和临床诊断等工作。

2. 生物工程领域生物化学专业的毕业生可以在生物工程公司、生物能源研究机构和环境保护部门等单位从事生物工程技术的研发和应用。

3. 农业领域生物化学专业的毕业生可以在农业科研机构和农药公司等单位从事农业生物技术的研究和推广工作。

4. 环境保护领域生物化学专业的毕业生可以在环境监测机构和环保公司等单位从事环境污染治理和生态保护等工作。

综上所述,生物化学专业是一门综合性学科,研究生物体内化学成分的组成、结构、功能以及其与生命活动之间的关系。

生物技术专业的认识

生物技术专业的认识

生物技术专业的认识生物技术是一门研究生物体的结构、功能和特性,并利用生物体的生理和遗传机制进行实践应用的学科。

它涉及到多个领域,包括生物学、化学、物理学和工程学等,是一门综合性强的学科。

生物技术的发展与应用已经深入到各个领域,包括医学、农业、食品工业、环境保护等。

通过生物技术的研究和应用,可以生产出更安全、更高效的药物和农产品,提高农作物的产量和抗病能力,解决环境污染问题等。

因此,生物技术在现代社会中扮演着重要的角色。

生物技术专业的学习主要包括以下几个方面:1. 生物学基础知识:生物技术是建立在对生物体结构和功能的深入理解基础之上的。

因此,学习生物学的基础知识是非常重要的。

这包括细胞生物学、遗传学、分子生物学等方面的知识。

2. 实验技术:生物技术是一个实践性很强的学科,需要掌握各种实验技术。

比如,分子克隆技术、基因工程技术、蛋白质工程技术等。

这些实验技术是进行生物技术研究和应用的基础。

3. 数据分析和解读:在进行生物技术研究时,会产生大量的数据。

因此,学习如何对这些数据进行分析和解读是非常重要的。

这包括统计学、生物信息学等方面的知识。

4. 伦理和法律:生物技术涉及到对生命的研究和应用,因此需要遵守相关的伦理和法律规定。

学习伦理和法律知识可以帮助我们正确地开展生物技术研究和应用。

除了以上几个方面的知识,生物技术专业还需要具备一些其他的能力,比如创新能力、团队合作能力等。

因为生物技术是一个不断发展和创新的领域,需要不断地探索新的方法和技术。

对于生物技术专业的就业前景来说,目前来看是非常广阔的。

随着科技的不断发展,对于生物技术专业人才的需求也在不断增加。

尤其是在医药领域和农业领域,对于具备生物技术专业知识和实践经验的人才需求更为迫切。

总之,生物技术是一门综合性强、实践性强的学科。

通过学习生物技术专业可以掌握各种实验技术和数据分析方法,为解决现实问题提供科学依据。

同时,生物技术专业也有着广阔的就业前景,可以在医药、农业、环境保护等领域找到工作机会。

合成生物学综述

合成生物学综述

合成生物学综述摘要:一、合成生物学的定义与背景二、合成生物学的发展历程三、合成生物学的应用领域四、合成生物学的挑战与未来发展正文:一、合成生物学的定义与背景合成生物学是一门新兴的生物科学领域,它结合了生物学、化学、物理学、计算机科学等多个学科的知识和技术,以研究生物体的组成、设计和功能为目标。

合成生物学起源于21 世纪初,随着基因测序技术的快速发展,人们对生物体的基因组结构和信息有了更加深入的认识,从而为合成生物学的发展提供了有力支持。

二、合成生物学的发展历程合成生物学的发展历程可以分为以下几个阶段:1.萌芽期(2000 年以前):在这个阶段,科学家们开始尝试利用基因工程技术对生物体进行改造,为合成生物学的发展奠定了基础。

2.起步期(2000 年-2005 年):2000 年,科学家克雷格·文特尔成功合成了第一个人造生物——“生命3.0”,这标志着合成生物学正式起步。

3.发展期(2005 年至今):在这个阶段,合成生物学得到了迅速发展,涌现出了许多重要的技术和应用,如基因编辑技术、生物计算等。

三、合成生物学的应用领域合成生物学在多个领域都取得了令人瞩目的成果,其中一些典型的应用领域包括:1.生物医药:合成生物学可用于设计和生产具有特定功能的生物分子,如药物、疫苗等。

2.生物能源:通过合成生物学,可以改造生物体,使其具有生产生物燃料的能力。

3.农业:合成生物学可用于改良作物,提高抗病性和耐旱性,以应对不断变化的环境。

4.环境治理:合成生物学可以帮助人类开发出能降解污染物的微生物,从而治理环境污染。

四、合成生物学的挑战与未来发展尽管合成生物学取得了显著的成果,但仍面临着一些挑战,如生物安全、伦理道德等问题。

同时,随着技术的不断进步,合成生物学有望在未来实现更多突破,如创建具有自主意识的生命体、开发新型生物材料等。

总之,合成生物学作为一门跨学科的领域,具有广泛的应用前景和重要的科学价值。

生物技术及应用专业

生物技术及应用专业

生物技术及应用专业简介生物技术及应用专业是一门综合性学科,旨在培养学生掌握现代生物技术的基本理论和实践技能,为应对生物科技产业的发展需求提供高素质专门人才。

生物技术及应用专业涉及生物学、化学、分子生物学、细胞生物学、生物工程等多个领域,是将多学科知识在生物学领域中应用的重要工具。

学科内容生物技术及应用专业的学科内容广泛且深入,主要包括以下几个方面:1. 生物化学生物化学是生物技术及应用专业的基础课程之一,它主要涉及生物大分子的结构、功能和代谢等方面的知识。

学生将学习生物大分子的组成、构象、相互作用以及生物催化等方面的知识,为后续的课程打下坚实的基础。

2. 分子生物学分子生物学是生物技术及应用专业的核心课程,它主要研究生物分子的结构和功能。

学生将学习DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构与功能以及它们在细胞生物学、遗传学和基因工程中的应用。

通过分子生物学的学习,学生可以研究生物体的遗传信息、分子机制和生命过程。

细胞生物学是生物技术及应用专业的重要课程之一,它主要研究生物体的基本单位细胞的结构和功能。

学生将学习细胞的组成、代谢、分裂以及信号传导等方面的知识。

掌握细胞生物学的基本理论和实验技能,对于进一步深入研究生物体的结构和功能具有重要意义。

4. 生物工程生物工程是生物技术及应用专业的应用课程之一,它通过利用生命体系,将生物学与工程学相结合,研究和开发生物物质和生物过程的应用技术。

学生将学习利用生物工程技术进行基因工程、发酵工程、生物制药等方面的知识,为生物科技产业的发展做出贡献。

就业前景生物技术及应用专业的就业前景广阔,毕业生可在各种生物科技相关领域就业,包括但不限于以下几个方面:1. 生物制药生物制药是生物技术及应用专业的重要领域之一,毕业生可在制药企业从事新药开发、药物生产以及药品质量控制等工作。

随着生物技术的快速发展,生物制药行业的需求不断增加,相关的职位和薪资水平也逐渐提升。

生物工程是生物技术及应用专业的另一个重要就业方向,毕业生可在生物工程公司从事基因工程、发酵工程、生物能源等方面的研发工作。

对生物技术专业的认识

对生物技术专业的认识

对生物技术专业的认识
生物技术是一门综合性的学科,涉及生物学、化学、物理学、计算机科学等多个学科的知识和技术。

它利用生物体的生理、遗传和代谢等特性,通过工程手段来解决生物学和医学领域的问题。

生物技术的研究方向很广泛,包括基因工程、蛋白质工程、微生物工程、生物制药、农业生物技术、环境生物技术等。

通过对生物体的基因进行修改、合成或重组,可以获得具有特定功能的新的生物体、蛋白质或药物,从而应用于医学、农业、环境保护等领域。

生物技术专业的学习内容主要包括基础的生物学、化学、物理学知识,以及分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物制药等专业课程。

学生还需要掌握实验技术、数据分析和科学研究的方法。

生物技术专业毕业生可以在医药、农业、环境保护、食品等领域从事科研、生产、管理等工作。

他们可以在制药公司从事药物研发、生产和质量控制工作;在农业公司从事作物改良、病虫害防治等工作;在环境科研机构从事环境监测和治理工作;在食品行业从事食品安全和品质控制等工作。

生物技术专业是一个前景广阔的学科,对解决生物学和医学等领域的问题起着重要的作用。

随着科技的不断发展,生物技术的应用前景将会越来越广泛。

生物技术专业简介

生物技术专业简介

生物技术专业简介生物技术专业在生命科学与技术体系中, 是一门上接生物科学、下连生物工程的专业, 侧重于应用基础研究和应用技术开发, 主要任务是为生物技术产业提供人才、技术、产品和服务。

生物技术专业依托化学与生命科学学院办学, 自2004年开始招生, 目前已建设成为楚雄师范学院的重点发展专业。

生物技术专业现有专任教师9人, 其中, 教授4人, 副教授3人;6人具有博士学位, 硕士2人(均为在读博士研究生);云南省中青年学术技术带头人2人, 楚雄州中青年学术技术带头人4人;与企业合作建立云南省专家基层科研工作站1个, 云南省科协专家基层工作站4个, 形成了一支高学历、高职称、科研教研能力强的教学团队, 师资力量雄厚。

生物技术专业强调以研促教, 教师主持教改项目、大学生创新创业项目多项, 并获得云南省、楚雄州自然科学奖多项;强化实践教学, 与多家单位建立了良好合作关系, 积极推进实习就业一体化, 突出实用型人才培养的特点。

生物技术专业的学生通过课堂学习与实践训练, 能获得职业知识和技能, 可进行职业技能资格证书认证;实习单位、用人单位和社会对本专业学生给予了高度肯定, 各种赞誉不绝。

【培养目标】生物技术专业“立足楚雄、重在云南、面向全国”, 培养德、智、体、美、劳全面发展, 具有健全人格, 具备人文社科基础知识和人文修养, 掌握生命科学技术的基础理论、基本知识、基本技能, 能在医药生物技术产业、农业生物技术产业以及其它生物技术相关领域企事业单位和机构从事生产实践、技术开发、人才培养和管理等工作, 能适应地方(区域)经济社会发展需要的高素质应用型人才。

五年目标预期:[目标1 专业知识] 热爱生物技术专业, 受到较扎实的生物技术专业理论和专业技能训练, 掌握系统的生物学基础知识和基本理论, 形成生物技术专业知识结构和能力结构, 掌握规范的实验技能, 具备较强的逻辑思维和科学思辨能力、分析问题和解决问题的能力以及较强的创新意识。

生物科学研究前沿的综述

生物科学研究前沿的综述

生物科学研究前沿的综述生物科学作为一门多领域交叉的学科,一直以来都在不断推动人类对生命现象的理解和应用。

随着科技的不断进步和人们对生命科学的兴趣的提高,生物科学研究前沿正在不断涌现新的突破和进展。

本文将综述当前生物科学研究前沿的一些重要领域和重要进展。

一、基因组编辑技术基因组编辑技术是近年来生物科学领域的热门研究方向之一。

CRISPR-Cas9系统作为一种高效和准确的基因组编辑工具,已经在基因组修饰、基因功能研究和基因治疗等方面取得了重大突破。

该技术的发展不仅加速了基因组编辑领域的研究进展,还为遗传疾病的治疗提供了新的策略。

二、干细胞和再生医学干细胞研究是生物科学中的重要领域之一,具有广阔的前景。

干细胞具有自我复制和分化为各种细胞类型的能力,为治疗各种疾病和再生医学提供了潜在的解决方案。

研究人员对干细胞的分化调控机制、干细胞来源的扩增和应用等方面进行深入研究,这些研究成果对人类健康和医学发展具有重要意义。

三、人工智能在生物科学中的应用人工智能作为当前科技领域的热门话题之一,也在生物科学领域发挥着重要的作用。

利用人工智能技术,研究人员可以对海量生物数据进行分析和挖掘,从中发现新的规律和知识。

人工智能还可应用于药物研发、疾病预测和诊断等方面,为生物科学研究提供了新的方法和工具。

四、合成生物学合成生物学是将工程学和生物学相结合,旨在设计和构建人工合成的生物系统。

通过对生物系统的改造和设计,合成生物学研究人员可以创造性地解决生物学中的重要问题,并将其应用于能源、环境、医药等领域。

合成生物学不仅为解决现实问题提供了新的思路,还推动了对基础生命科学的深入研究。

五、进化生物学进化生物学是生物科学的核心领域之一,研究生命形式的起源和演化。

进化生物学涉及生物多样性、物种形成和进化机制等重要问题。

最近,研究人员通过对古生物学、基因组学和形态学的研究,对生物的演化过程有了更深入的理解。

进化生物学的研究成果不仅对人类对自然界的认识有重要影响,还对生物科学的其他研究领域提供了启示。

介绍生物技术专业

介绍生物技术专业

介绍生物技术专业生物技术专业:探索生命科学的奥秘与未来生物技术,一个充满科技魅力和无限可能的前沿领域,正逐渐改变我们对生命和自然的认知。

它以现代生命科学为基础,利用先进的工程技术和方法,为人类带来了诸多创新和突破。

本文将深入探讨生物技术专业的内涵、发展现状和未来前景,帮助读者了解这一领域的独特魅力。

一、生物技术专业的内涵生物技术专业是一门涉及生物学、化学、物理学等多学科交叉的综合性学科。

它旨在培养学生掌握现代生物技术的基本理论和实验技能,具备从事生物技术产品开发、生产、质量控制等方面的能力。

通过系统地学习生物化学基础、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等核心课程,学生将全面了解生物技术的原理和应用,为未来的研究和职业生涯打下坚实的基础。

二、生物技术的发展现状随着生命科学研究的不断深入和技术的不断创新,生物技术在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

目前,生物技术已广泛应用于医药、农业、环保、食品等领域,为人类带来了巨大的经济和社会效益。

例如,利用基因工程技术生产疫苗、抗体等生物药物,有效控制了许多疾病的发生;通过酶工程和发酵工程技术开发新型生物材料和生物燃料,为可持续发展提供了有力支持。

三、生物技术的未来前景随着科技的进步和社会的发展,生物技术的未来前景充满希望。

首先,随着基因组学、蛋白质组学等新兴领域的快速发展,生物技术将在生命科学研究领域发挥更加重要的作用。

其次,随着人们对健康和生活品质的追求不断提高,生物技术在医药、农业、环保等领域的应用将更加广泛。

此外,随着人工智能和合成生物学等新兴领域的融合发展,生物技术有望实现更高效、精准的技术创新和应用。

四、如何成为一名优秀的生物技术专业人才1. 具备扎实的理论基础:深入学习生物学、化学、物理学等基础学科,掌握生物技术的核心原理和应用。

2. 培养实验技能:通过实践操作,熟练掌握各种实验技术和仪器设备的使用,提高实验设计和数据分析能力。

3. 关注科技前沿:时刻关注生物技术领域的最新进展和动态,积极参与学术交流和研讨活动,提升自己的学术水平。

对生物技术专业的认识和理解

对生物技术专业的认识和理解

对生物技术专业的认识和理解
生物技术是一门综合性的学科,它涉及到生物学、化学、物理学、计算机科学等多个学科的知识。

生物技术的主要研究对象是生物体的分子结构、生理功能、遗传信息等方面,通过对这些方面的研究,可以开发出一系列的生物技术产品和服务。

生物技术的应用范围非常广泛,包括医药、农业、环保、食品等多个领域。

在医药领域,生物技术可以用于研发新药、生产生物制品、诊断疾病等方面;在农业领域,生物技术可以用于改良作物品种、提高农产品产量、防治病虫害等方面;在环保领域,生物技术可以用于处理废水、废气、固体废物等方面;在食品领域,生物技术可以用于改良食品品质、提高食品安全等方面。

生物技术的发展也带来了一些争议,例如转基因食品、克隆技术等。

这些争议主要是因为生物技术的应用可能会对人类健康、环境等方面产生潜在的风险。

因此,生物技术的研究和应用需要遵循科学、安全、伦理等原则,确保其对人类和环境的影响是可控的、可预测的。

生物技术是一门非常重要的学科,它的研究和应用对人类的生产生活和健康都有着重要的影响。

我们需要加强对生物技术的研究和应用,同时也需要关注其潜在的风险,确保其发展是可持续的、安全的。

生物医学工程研究综述

生物医学工程研究综述

生物医学工程研究综述生物医学工程是一门学科交叉性极强的学科。

它涉及到计算机科学、电子工程学、机械工程学、材料科学以及生物医学学等多个学科。

通过这些学科的交叉结合,便可以研究出一些能够帮助人们提高健康水平及生活质量的新技术和方法。

本文将对生物医学工程的研究现状进行综述。

一、医学图像处理技术医学图像处理技术是生物医学工程领域中的一项重要技术。

通过对医学图像进行处理和分析,能够得到被检查出来的人体器官的各种信息,如位置、大小、形状和密度等,并将这些信息转化为计算机可处理的数据,为医生提供更准确的诊断结果。

目前,医学图像处理技术已经成为医学检查中不可或缺的一部分。

二、人工智能技术在医疗中的应用近年来,人工智能技术在医疗中的应用越来越广泛。

其中,深度学习技术在医学图像分析方面有着极大的应用潜力。

人工智能技术可以通过提供高精度的影像智能诊断和辅助诊断来加速临床医生的工作,同时提高诊断的准确性和效率,使得医疗资源可以更好地利用。

三、生物医学传感器技术对于危重病人的检测、治疗、监护等环节,传感器技术已经成为不可或缺的一部分。

传感器技术能够通过对人体各项生理参数(如心率、呼吸、血氧饱和度、血压等)的实时监测,对患者的生命体征进行监控,并向医生发出各种警报和提醒。

这样便可以将患者的生命安全保障起来,并最大程度地降低医疗事故发生的概率。

四、生物医学仿生学生物医学仿生学是一种新兴的交叉学科,其目的是通过人体生物结构的研究和仿真,提供与人体生理能力相适应的新型医疗设备和技术。

仿生学还可以研究人体的基本构造和运动原理,从而更好地理解人体的本质,并为生物医学工程提供更好的构造和设计思路。

五、生物医学材料学生物医学材料学是一门研究材料在生物体内的应用的学科。

医疗材料不仅要对人体无害,同时还要有足够的生物相容性,不会引起患处的感染或排斥反应。

目前,生物医学材料学得到了广泛的应用,广泛运用在人工关节、骨刺等领域。

总而言之,生物医学工程学科的研究十分广泛,其中的技术应用涵盖了医学图像处理技术、人工智能技术、生物医学传感器技术、生物医学仿生学、生物医学材料学等领域。

生物技术专业的认识

生物技术专业的认识

生物技术专业的认识生物技术是一门融合了生物学、化学、工程学等多个学科知识的交叉性学科,其主要研究内容是利用生物学原理和技术手段解决生物和医学问题。

生物技术的发展对于人类社会的进步和生活质量的提升具有重要意义,同时也在医疗、农业、环境保护等领域发挥着重要作用。

在当今社会,生物技术已成为一项备受重视的前沿科技,吸引了越来越多的年轻人投身成为备受瞩目的热门专业之一。

生物技术专业具有广阔的发展前景。

随着生物技术的不断发展和应用,其在医疗保健、生态环境、农业科学等领域都有着广泛的应用前景。

基因工程技术的不断进步为医药产业带来了全新的发展机遇,包括基因治疗、基因诊断等方面的应用前景广阔;生物技术还在农业领域有着巨大的潜力,如基因改良作物、抗病虫害的基因工程等,可以为粮食安全和农产品质量提供更多的可能性;生物技术还在环境保护、资源利用等方面也有着重要的应用前景。

选择生物技术专业的学生可以在不同的领域找到自己的发展空间,并参与到解决世界性难题中。

生物技术专业具有跨学科性和创新性。

生物技术专业的学习内容涵盖了生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学等多个学科的知识,而且需要结合工程技术来解决生物和医学问题。

生物技术专业的学生需要具备较强的跨学科综合能力,能够熟练运用生物学原理和工程技术手段解决实际问题。

生物技术领域的科研和应用需求不断推动着创新技术的涌现,因此培养学生的创新思维和实践能力也是生物技术专业教育的重要目标。

选择生物技术专业的学生将有机会接触到最前沿的科研成果和创新技术,培养自己的创新能力,成为未来生物技术领域的领军人才。

生物技术专业具有社会责任感和伦理意识。

生物技术作为一门涉及生命的学科,其发展和应用都需要面对一系列伦理和社会问题。

基因编辑技术的发展引发了对人类基因改造的道德和伦理争议;转基因作物的推广也引起了对食品安全和生态环境的担忧。

生物技术专业的学生需要具备较强的社会责任感和伦理意识,能够在科研和应用中充分考虑生命、环境和社会的利益,遵守科学伦理规范,推动生物技术的健康发展。

分子生物学综述论文(基因敲除技术)

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 *********** 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。

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生物技术专业综述作为生物技术专业的一名学生,我认为我们应该知道以下内容,以方便我们更好的了解我们所学的内容,这将对我们以后的学习以及就业都有帮助。

我们所学的主要课程:微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、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。

生物技术的定义:应用生命科学研究成果,以人们意志设计,对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。

现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术,可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。

生物技术的发展:生物技术是全球发展最快的高技术之一。

70年代发明了重组DNA技术和杂交瘤技术。

80年代建立了细胞大规模培养转基因技术,现代生物技术(基因工程)制药开始于八十年代初,特别是发明了pcr技术,使现代生物技术的发展突飞猛进,90年代,随着人类基因组计划以及重要农作物和微生物基因组计划的是害死和信息技术的渗透,相继发展起了功能基因组学,生物信息学,组合化学,生物芯片技术以及一系列的自动化分析测试和药物筛选技术和装备。

目前,各种新兴的生物技术已被广泛地应用于医疗,农业,生物加工,资源开发利用,环境保护,并对制药业等产业的发展产生了深刻的影响。

近些年来,以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。

所谓生物技术(Biotechnology)是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。

生物工程则是生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合,来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。

简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等,其中,基因工程是现代生物工程的核心。

基因工程(或称遗传工程、基因重组技术)就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、噬菌体、病毒)的DNA连接,然后转入微生物或细胞内,进行克隆,并使转入的基因在细胞或微生物内表达,产生所需要的蛋白质。

目前,有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业,用以开发特色新药或对传统医药进行改良,由此引起了医药产业的重大变革,生物制药也得以迅速发展。

生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程,其中最为主要的是基因工程方法。

即利用克隆技术和组织培养技术,对DNA进行切割、插入、连接和重组,从而获得生物医药制品。

生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂,包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品(DNA重组产品、体外诊断试剂)等。

目前,人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品,根据其用途不同可分为三大类:基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。

这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病,保护人类健康中,发挥着越来越重要的作用。

生物技术的发展经历了传统生物技术和现代生物技术发展的两个阶段,目前我们常谈起的是指现代生物技术。

它包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,其中基因工程为核心技术。

由于生物技术将会为解决人类面临的重大问题如粮食、健康、环境、能源等开辟广阔的前景,它与计算机微电子技术、新材料、新能源、航天技术等被列为高科技,被认为是21世纪科学技术的核心。

目前生物技术最活跃的应用领域是生物医药行业,生物制药(常指基因重组药物)被投资者看作为成长性最高的产业之一。

世界各大医药企业瞄准目标,纷纷投入巨额资金,开发生物药品,展开了面向21世纪的空前激烈竞争。

生物技术及应用专业很多人认为,2000年是生物技术产业投资年。

人类基因测序的完成和公布,是科学史上的又一个里程碑,它令很多投盗者为之神魂颠倒。

2000年美国的生物技术产业股票市场新增300亿美元,这一数值大大超过前5年该产业股市投资的总和,生物技术的股票与其它科技行业股票异常高涨。

很多迹象表明,生物技术产业虽然历史不到30年,但正步入成熟期。

美国经济处于衰退中的2001年,生物技术产业仍吸收了150亿美元的投资,这是该产业历史上第二大的投资年。

投资者认为,生物技术公司,特别是那些专攻新药的生物技术公司和其合作的制药公司,在未来的5年中,将推出数百种一类新药。

生物技术在基因科学、蛋白质学、生物信息学、计算机辅助药物设计、DNA生物芯片和药物基因学等领域中的突破,使对疾病的攻克进入分子水平。

很多投资者认为,用生物技术方法开发新药将得到回报。

根据美国生物技术产业组织(BIO)的统计,1982—2000年间,大约有120个生物药进入市场;2001年有300个新药正在进行最后阶段的临床试验。

根据过去的经验,到2007年,美国食品与药物管理局(FDA)大约要批准其中的240个新药进入市场,从而使市场上的生物技术药翻2倍。

大多数生物技术新药是用于治疗心脏病、癌症、糖尿病和传染病的一类新药。

生物技术的显著应用不仅在健康行业,生物技术在其它产业中的研发投入也十分突出。

依靠生物技术,农业上用更少的土地生产更多的健康食品;制造业可以减少环境污染、节省能耗;工业可以利用再生资源生产原料,以保护环境。

生物技术产业的成熟除了体现在产品开发方面外,另一个主要标志是行业的现金储量。

2000年由于生物技术产业在社会上筹集了大量资本,大多数生物技术企业在2001年的资金情况很好。

根据Ernst & Young’s 2001年生物技术报告,美国上市的340家生物技术公司中,超过半数的公司现金储量可维持三年以上的运行,这为该行业今后的快速发展奠定了良好基础。

生物技术产业成熟的另一个标志是合并化。

资金雄厚的生物技术企业,如基因公司,正在兼并其它辅助性技术公司,从而形成综合性的生物制药公司,能够开发、生产和销售自己的产品。

这种兼并活动,不仅增加企业的产品种类和收入,同时也有助于提高整个行业的竞争力。

生物技术产业是新经济的主要推动力。

尽管最近生物技术产业的股值也缩水很大,但其过去所得多于现在所失。

在过去的一年中,纳斯达克生物技术指数下降了20%,但与前三年相比,该指数的增长仍接近100%。

在目前的熊市状态下,该指数的表现优于纳斯达克综合指数和道琼工业指数。

很多分析家认为,2002年生物和医药股将表现平平但健康发展,在今后的12至24个月中,生物股将再次起飞,新的生物技术产品将开始进入市场。

美国很多州政府支持生物技术产业的发展,陆续推出了不少经济发展计划以吸引生物技术企业。

例如,密西根州是美国十大生物技术州之一,州政府承诺要在生物技术产业领域进入全美前5名,拟投入10亿美元,建成密西根生命科学走廊。

目前该走廊已有300多家生物公司。

生物技术的现代技术现代生物技术一般包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。

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。

1、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。

图4-25是不同构型的质粒。

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。

图4-26,噬菌体侵染细菌的过程。

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”。

1、 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"。

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