现代生物技术[1]
现代生物技术-名词解释
学习好资料欢迎下载1.质粒: 细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子。
能稳定地独立存在于染色体外，并传递到子代，一般不整合到宿主染色体上。
2.生物防治: 就是利用一种生物对付另外一种生物的方法,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫三大类。
它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。
它利用了生物物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物。
它的最大优点是不污染环境，是农药等非生物防治病虫害方法所不能比的。
3.转化: 转化（transformation）是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。
4.生物净化: 生物净化是生物类群通过代谢作用使环境中的污染物的数量减少，浓度下降，毒性减轻，直至消失的过程。
5.抗体:机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。
6.亚单位疫苗:一类新型疫苗。
其去除病原体中与激发保护性免疫无关甚或有害的成分，但保留有效免疫原成分。
7.Km: Km值等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时所对应的底物浓度，是酶的特征常数之一。
8.cDNA library: 含一种生物体所有基因编码的cDNA分子的克隆群。
9.monoclonal antibody: 单克隆抗体,高度均质性的特异性抗体，由一个识别单一抗原表位的B细胞克隆所分泌。
一般来自杂交瘤细胞。
10.ribozyme: 具有自身催化作用的RNA称为核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子结构，如锤头结构。
11.连续发酵: 是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
12.干细胞:具有无限制自我更新能力、同时也可分化成特定组织的细胞，在细胞发育过程中处于较原始阶段。
13.domain:结构域, 生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域,特别指蛋白质中这样的区域14.antibiotics: 抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
现代生物技术
现代生物技术(生物工程)是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，为达到目的和需要，以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。
包括基因工程、细胞工程、媒工程、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，它与计算器微电子技术、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，生物制药被投资者认为是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。
生物技术的发展可以划分为三个不同的阶段：传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。
传统生物技术的技术特征是酿造技术，近代生物技术的技术特征是微生物发酵技术，现代生物技术的技术特征就是以基因工程为首要标志。
本文所说的生物技术，是指现代生物技术，也可称之为生物工程。
现代生物技术在70年代开始异军突起，近一、二十年来发展极为神速。
它与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱，被认为是21世纪世界知识经济的核心。
生物技术的应用范围十分广泛，主要包括医药卫生、食品轻工、农牧渔业、能源工业、化学工业、冶金工业、环境保护等几个方面。
其中医药卫生领域是现代生物技术最先登上的舞台，也是目前应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。
农业方面：用基因工程的方法培育高抗病性，抗倒伏，抗盐，抗寒农作物。
利用基因工程手段生产的工程菌农药，可以实现高效，低毒，低残留杀灭病害虫。
利用同位素育种和常规育种相结合，筛选高产，抗病抗逆境等优良性状的农作物。
工业方面：基因工程手段生产纤维素酶制剂，可以大大提高衣物洗涤效率。
提高啤酒原料大麦芽的纤维素转化效率，使啤酒品质更好；提高橄榄油榨出率和纯度；提高家畜对饲料的消化利用率，家畜生长更快，并且避免一些由于饲料消化不良引起的疾病；利用纤维素酶制剂可以对服装行业生产的衣物布料实现生物打磨和生物抛光，去除布料微小的纤维碎屑。
现代生物技术
现代生物技术现代生物技术是指近年来在生物学领域中应用的一系列先进技术。
生物技术的发展对人类社会产生了深远的影响，不仅在医学和农业领域取得了重大突破，也为生态保护等领域提供了新的解决方案。
本文将从现代生物技术的概念、应用领域及其对社会的影响等方面进行详细阐述。
首先，现代生物技术是指利用生物体的基因和生物化学特性进行科学实验和应用的技术领域。
它的出现主要得益于生物学和生物化学的不断发展，特别是DNA技术的出现。
现代生物技术的核心是基因工程技术，通过对DNA进行重组、修饰和合成，可以改变生物体的性状，创造出具有特定功能的新生物体。
现代生物技术的应用涵盖了多个领域。
在医学领域，它可以用于诊断和治疗疾病，例如通过基因测序技术检测遗传性疾病的患病风险，或利用基因工程技术研发新型药物。
在农业领域，现代生物技术可以用于改良农作物，提高产量和抗病能力，以应对全球不断增长的粮食需求。
此外，生物技术还可以在环境保护、能源开发和工业生产等领域发挥重要作用。
现代生物技术对社会产生的影响不容忽视。
首先，它为医学领域带来了新的治疗手段和技术，使一些原本无法治愈的疾病有了希望。
通过基因检测和基因工程技术，可以实现个性化医疗，提高医疗效果。
其次，生物技术在农业领域的应用可以提高作物产量和质量，缓解全球粮食短缺问题。
同时，基因工程技术还可以改善农作物的抗病能力，减少对化学农药的依赖，从而保护生态环境。
此外，生物技术的发展还为环境保护和能源开发提供了新的思路和解决方案。
然而，现代生物技术的发展也引发了一些争议和问题。
首先，基因工程技术的应用涉及到伦理和道德问题，例如克隆技术和基因编辑技术的应用引发了大量讨论和争议。
其次，生物技术的发展可能导致遗传资源的私有化，进而加剧贫富差距和生物多样性的流失。
此外，基因工程作物的种植可能对生态系统产生不可预测的影响，进而对生态平衡造成威胁。
综上所述，现代生物技术是一项引人关注的科技领域，其发展带来了巨大的潜力和挑战。
现代生物技术种类及应用
现代生物技术种类及应用
现代生物技术主要包括基因工程技术、细胞工程技术、蛋白质工程技术、抗体工程技术、生物芯片技术、基因组学、蛋白质组学等。
基因工程技术是指通过人工手段改变生物体的基因组成，可用于基因治疗、基因筛查、转基因植物和转基因动物等领域。
细胞工程技术是利用重组 DNA 技术设计和生产特定的蛋白质，可用于制药业、生命科学研究和生物工程产业。
蛋白质工程技术是通过改变蛋白质结构来改变其功能和性质，可用于生产更高效的药物和酶。
抗体工程技术是针对单克隆抗体进行工程改造，以制备出具有特定效果的抗体，可用于肿瘤治疗、炎症治疗等领域。
生物芯片技术是利用微电子技术将生物化学反应和分离过程集成在微小芯片上，可用于快速检测疾病的基因和蛋白质标志物。
基因组学是指利用高通量测序技术对重要生物体的基因组进行测序和分析。
蛋白质组学是利用复杂的分析技术来研究蛋白质所构成的系统的性状和功能。
现代生物技术在医药、农业、生态环境保护等领域都有广泛的应用和发展前景。
现代生物技术教案
现代生物技术教案引言现代生物技术是指运用分子生物学、细胞生物学和生物化学等领域的知识和技术，通过改变或利用生物体的基因、细胞和组织等来实现对生物体的改造和利用。
它在医疗、农业、工业等领域都具有重要的应用价值。
本教案将介绍现代生物技术的基本概念和原理，并提供一些在课堂上进行实践操作的建议。
课程目标•理解现代生物技术的基本概念和原理•掌握常用的现代生物技术实验方法和技巧•培养学生的科学思维和实验操作能力•培养学生的合作与沟通能力教学内容第一章现代生物技术的基本概念1.1 现代生物技术的定义和发展历程 - 生物技术的定义 - 现代生物技术的发展历程1.2 基因工程技术 - 基因的结构和功能 - 基因工程技术的基本原理和方法 - 基因工程技术在医疗、农业和工业中的应用第二章基因工程技术的实验方法2.1 DNA的提取和纯化 - 细胞裂解和DNA提取的基本方法 - DNA的纯化方法2.2 DNA的扩增 - 聚合酶链式反应（PCR）的原理和方法 - PCR程序的设计和优化2.3 DNA的测序 - DNA测序的原理和方法 - 常用的DNA测序技术和仪器第三章基因克隆技术3.1 限制性酶切和DNA连接 - 限制性酶切的原理和方法 - DNA连接的原理和方法3.2 质粒构建和转化 - 质粒构建过程的设计和实施 - 细菌的转化方法和筛选技术3.3 基因组编辑技术 - CRISPR-Cas9系统的原理和应用 - 基因组编辑技术的前景和风险实验操作为了帮助学生更好地理解和掌握现代生物技术的基本原理和方法，以下是一些实验操作的建议。
实验一：DNA的提取实验目的通过DNA的提取实验，学生可以了解DNA提取的基本原理和方法，并亲自操作进行DNA提取。
实验材料•青豆（或其他植物组织）•盐水•水浴（温度控制在60摄氏度）实验步骤1.取适量的青豆组织，用盐水清洗去除表面污染物。
2.将青豆组织放入研钵中，加入适量的盐水，研磨成细胞浆状。
现代生物技术包括哪些
现代生物技术包括哪些摘要：现代生物技术是一门涵盖了多个领域的综合性学科，它利用生物技术手段，对生物体进行研究、改良和利用。
本文将介绍现代生物技术的定义、分类和应用领域，并探讨其在农业、医学和环境等方面的重要性。
引言：随着科技的不断发展，生物技术已经成为现代生命科学的重要组成部分。
现代生物技术通过利用生物的分子和细胞水平的信息和功能，以及运用先进的技术手段和计算方法，为生物学研究和应用开辟了全新的途径。
本文将探讨现代生物技术的定义、分类和应用领域，并重点关注其在农业、医学和环境等领域的重要性。
一、定义和分类现代生物技术是利用生物材料和技术手段进行生物学研究、开发和应用的学科。
根据研究对象和技术手段的不同，现代生物技术可以分为以下几个方面：1.基因工程技术：基因工程技术是生物技术中最具代表性的一个分支，它主要利用重组DNA技术对生物体的基因进行修改和调控。
通过基因工程技术，人们可以改良农作物的抗性、增加食品的营养价值，甚至开发新的药物和治疗方法。
2.细胞工程技术：细胞工程技术是指利用细胞培养和操作技术，对生物体的细胞进行研究和改良。
通过细胞工程技术，人们可以大规模培育细胞，并利用这些细胞进行生物药物和基因治疗的生产。
3.蛋白质工程技术：蛋白质工程技术是指利用基因工程手段，对蛋白质进行修改和优化。
通过蛋白质工程技术，人们可以改变蛋白质的结构和功能，从而开发出更安全、更高效的药物和生物材料。
4.生物传感器技术：生物传感器技术是指利用生物体的生物特性，将其与传感器技术相结合，实现对特定物质的检测和分析。
生物传感器技术在医学诊断、环境监测和食品安全等领域具有广泛的应用。
二、应用领域现代生物技术在许多领域都有广泛的应用，下面将重点介绍它在农业、医学和环境方面的应用。
1.农业应用：现代生物技术在农业领域的应用主要集中在农作物改良和动物育种两个方面。
通过基因工程技术，科学家可以向农作物中导入抗虫、抗病和耐旱的基因，从而提高农作物的产量和质量。
现代生物技术
重组DNA技术诞生，实现了基 因的体外操作和转移。
1990年代
人类基因组计划启动，加速了 基因组学和个性化医疗的发展 。
1950年代
DNA双螺旋结构发现，为现代 分子生物学奠定了基础。
1980年代
基因工程药物和疫苗开始进入 市场，开启了生物医药产业的 新篇章。
21世纪
合成生物学、基因编辑等新兴 领域崛起，为解决全球性问题 提供了新的解决方案。
载体的构建
将目的基因插入到载体分子中，形成重组DNA分子。
转化
将重组DNA分子导入到受体细胞中，使目的基因整合到受体细胞的基因组中。
筛选与鉴定
对转化后的细胞进行筛选和鉴定，确定目的基因的表达。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程手段将抗虫、抗 病、抗旱等优良性状转入植物
，提高作物的产量和品质。
基因敲除与基因编辑
通过克隆技术对特定基因进行敲除或编辑， 实现基因治疗和遗传改良。
04
细胞工程
细胞工程的定义与原理
定义
细胞工程是以细胞为基本单位，在体 外进行培养、繁殖和操作，以实现人 类所需特定细胞或组织器官的技术。
原理
细胞工程基于细胞生物学和分子生物 学的理论，通过细胞培养、基因转移 、细胞融合等技术手段，实现对细胞 生长、分化、代谢等过程的调控。
02
基因工程
基因工程的定义与原理
定义
基因工程是指通过人工操作，将外源 基因导入到生物体的基因组中，从而 实现对其遗传性状的改变。
原理
基因工程基于分子生物学和遗传学原 理，通过改变生物体的遗传物质来达 到定向改良或创造新品种的目的。
基因工程的基本步骤
目的基因的获取
现代生物技术的核心
现代生物技术的核心
1-现代生物工程技术包括：酶工程，发酵工程，细胞工程，和基因工程（核心）
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品的遗传技术。
基因工程的作用
基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
特点：跨物种性；外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。
无性扩增；外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。
基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限，可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。
人的基因可以转移到大肠杆菌中表达，细菌的基因可以转移到植物中表达。
人类的遗传病主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类，其中多基因遗传病中的任一个基因变异都可能会得遗传病，因此同一遗传病的基因变异可能是不同的。
基因治疗是指用正常基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，达到治疗目的。
基因诊断的基本原理是DNA分子杂交，指用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。
基因探针是一段带有标记的，与待测基因有关的核酸序列，而各种病毒的核酸序列各不相同。
因此一种基因探针只能检测水体中的一种病毒。
现代生物技术定义以现代生命科学为基础,把生物体系与工程学.
美国生物技术产业发展情况
美国生物技术产业发展情况
产值（亿美元）
500 400 300 200 100 0 1980 1991 1996 1997 2000
年份
美国生物制药产品种类及数量
（PHRAM）
疾病种类 产品数量 疾病种类
39 28 19 19 11 9 5 3 2
产品数量
感染性疾病 神经系统疾病 艾滋病及相关疾病 皮肤病 消化系统疾病 血液疾病 不育症 生长发育不良症 妊娠预防
现代生物技术定义：
以现代生命科学为基础, 把生物体系与
工程学技术有机结合在一起， 按照预先的设计，定向地在不同水平 上改造生物遗传性状或加工生物原料, 产 生对人类有用的新产品(或达到某种目的)
之综合性科学技术。
2.要点:
① 对象 是具遗传特性有生命物质:包括病 毒、细菌、植物、动物、直到人类。
② 生物体系多个不同水平研究: 从大分子
心脏病 26 呼吸系统疾病 22 自主免疫系统疾病 19 移植 13 遗传疾病 11 糖尿病及并发症 7 眼病 3 骨质疏松 2 肿瘤疾病 175
生物技术为人类
新医疗保健开辟新纪元
从基因水平上对疾病基因进行修复、替 代。如基因工程构建病毒载体导入正常基 因治疗先天遗传病。
疾病预防:
① 基因工程疫苗、多价疫苗, 安全、价低 易大量制。 ② 抗独特型抗体疫苗, ③ 多肽疫苗(表达)。
4. 超级药物 人工设计、合成分子药物: ① 反义核酸、基因封条、阻止转录、翻译, ② 酶性RNA (Ribozyme) 切掉有害基因。 5. 酶制剂基因工程: 如: tPA(组织纤维蛋白溶酶原激活因子),
其他领域应用
(简略)
1、农业:
高中生物人教版必修三《现代生物技术专题》教案
高中生物人教版必修三《现代生物技术专题》教案一、教学目标1. 了解现代生物技术的基本概念和发展历程；2. 掌握基因工程的原理和技术方法；3. 学习常见的生物技术应用，了解其在医学、农业、环境等领域的作用；4. 培养学生的科学研究意识和创新思维。
二、教学重点1. 现代生物技术的基本概念和发展历程；2. 基因工程的原理和技术方法。
三、教学难点1. 基因工程技术方法的理解和掌握；2. 生物技术在医学、农业、环境等领域的应用。
四、教学内容与教学过程1. 现代生物技术的概念和发展历程现代生物技术是指利用分子生物学、基因工程等技术手段对生物体进行研究、改良和利用的一门交叉学科。
教师通过讲解生物技术的定义和发展历程，引导学生了解生物技术的重要性和应用领域。
2. 基因工程的原理和技术方法a. DNA重组技术DNA重组技术是基因工程的核心，也是现代生物技术的重要手段。
教师以DNA重组技术的原理和操作步骤为主线，讲解酶切、连接、转化等关键过程，并通过实例演示学生如何进行DNA重组实验。
b. 基因克隆技术基因克隆技术是基于DNA重组技术发展起来的技术，可用于原核和真核生物基因的复制和扩增。
教师结合实际案例，讲解基因克隆的原理和技术方法，如质粒构建、转化和筛选等。
c. 人类基因组计划人类基因组计划是现代生物技术的重大突破，旨在推动人类基因组的测序与研究。
教师通过讲解人类基因组计划的意义和目标，引导学生了解人类基因组的复杂性和研究的深远意义。
3. 生物技术在医学、农业、环境等领域的应用a. 生物技术在医学领域的应用生物技术在医学中的应用包括基因诊断、基因治疗和药物研发等。
教师通过案例介绍，讲解DNA鉴定、基因治疗和药物研发等方面的应用实例，引导学生了解生物技术在医学领域的重要作用。
b. 生物技术在农业领域的应用生物技术在农业中的应用包括转基因作物培育、动物繁殖技术和农药开发等。
教师通过案例分析，讲解转基因作物的优势和争议，以及现代畜牧技术与农药研发的现状与发展方向。
《现代生物技术》教案
《现代生物技术》教案第一章：生物技术概述1.1 教学目标让学生了解生物技术的定义和发展历程。
让学生了解生物技术在医药、农业、环境保护等领域的应用。
让学生认识到生物技术的发展对社会的影响。
1.2 教学内容生物技术的定义和发展历程。
生物技术的应用领域。
生物技术的伦理和社会问题。
1.3 教学方法采用讲授法，讲解生物技术的定义和发展历程。
采用案例分析法，分析生物技术的应用领域。
采用讨论法，讨论生物技术的伦理和社会问题。
第二章：基因工程2.1 教学目标让学生了解基因工程的基本原理和技术。
让学生了解基因工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到基因工程的发展对社会的影响。
2.2 教学内容基因工程的基本原理和技术。
基因工程的应用领域。
基因工程的伦理和社会问题。
2.3 教学方法采用讲授法，讲解基因工程的基本原理和技术。
采用案例分析法，分析基因工程的应用领域。
采用讨论法，讨论基因工程的伦理和社会问题。
第三章：细胞工程3.1 教学目标让学生了解细胞工程的基本原理和技术。
让学生了解细胞工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到细胞工程的发展对社会的影响。
3.2 教学内容细胞工程的基本原理和技术。
细胞工程的应用领域。
细胞工程的伦理和社会问题。
3.3 教学方法采用讲授法，讲解细胞工程的基本原理和技术。
采用案例分析法，分析细胞工程的应用领域。
采用讨论法，讨论细胞工程的伦理和社会问题。
第四章：蛋白质工程4.1 教学目标让学生了解蛋白质工程的基本原理和技术。
让学生了解蛋白质工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到蛋白质工程的发展对社会的影响。
4.2 教学内容蛋白质工程的基本原理和技术。
蛋白质工程的应用领域。
蛋白质工程的伦理和社会问题。
4.3 教学方法采用讲授法，讲解蛋白质工程的基本原理和技术。
采用案例分析法，分析蛋白质工程的应用领域。
采用讨论法，讨论蛋白质工程的伦理和社会问题。
第五章：生物信息学5.1 教学目标让学生了解生物信息学的定义和发展历程。
生物技术三个发展阶段的技术特征
1、生物技术三个发展阶段的技术特征。
第一阶段：传统生物技术；第二阶段：近代生物技术；第三阶段：现代生物技术
（1）传统生物技术的技术特征是酿造技术，所得产品的结构较为简单，属于微生物的初级代谢产物。
代表产品如酒、醋、乙醇，乳酸，柠檬酸等。
（2）近代生物技术阶段的技术特征是微生物发酵技术，所得产品的类型多，不但有菌体的初级代谢产物、次级代谢产物，还有生物转化和酶反应等的产品，生产技术要求高、规模巨大，技术发展速度快。
代表产品有青霉素，链霉素，红霉素等抗生素，氨基酸，工业酶制剂等。
（3）现代生物技术阶段的技术特征是 DNA 重组技术。
所得的产品结构复杂，治疗针对性强，疗效高，不足之处是稳定性差，分离纯化工艺更复杂。
代表产品有胰岛素，干扰素和疫苗等。
现代生物技术在医学上的应用
现代生物技术在医学上的应用现代生物技术指的是利用生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学等理论和方法，以生物为基础，集成多种学科知识，通过人工操纵和设计基因、蛋白质等生物大分子的结构和功能，开发新型药物、生态工程、基因诊断与治疗、生命科学等领域的新技术。
在医学领域中，现代生物技术的应用涉及到基因测序、蛋白质组学、基因工程、细胞工程、干细胞技术等多个方面。
一、基因测序基因测序是指对生物体基因组的DNA进行测序，可以确定生物体中的基因数量、基因组大小、基因位置、基因序列和基因的功能；还可以对疾病发生相关的基因进行研究。
随着基因测序技术不断的发展，其在医学领域的应用越来越广泛，可以用于疾病的基因诊断、药物的基因毒性评价、基因治疗等方面。
例如，在肺癌的基因诊断中，可以通过对患者的DNA进行测序，发现其体内存在哪些与肺癌发生相关的突变基因，以利用治疗。
此外，基因测序还可以通过对药物代谢、吸收、运输等过程中参与的基因进行分析，预测药物的毒性、副作用等。
二、蛋白质组学蛋白质组学是指对蛋白质和相关分子的全面系统分析和研究，包括蛋白质的结构、功能、表达、相互作用等方面。
蛋白质组学在医学领域中的应用，可以实现从基因到蛋白质的完整反映，为新药发现、生物标志物的筛选等提供了理论和技术手段。
例如，在癌症研究中，通过对肿瘤细胞和正常细胞进行蛋白质组学分析，可以筛选出不同组织之间的蛋白质差异，进而把握肿瘤的致病机制。
三、基因工程基因工程是指利用基因重组技术实现对基因的人工操作和人工合成等过程。
在医学领域中，基因工程技术的应用可以用于制造新型药物、疫苗、基因诊断等产物。
例如，利用基因重组技术，可以将人抗体基因插入细胞中，并进行大规模的培养和表达，生产人类免疫缺陷病毒抗体（HIV）等药物。
此外，基因工程还可以通过将病毒某一部分基因置换为其他细菌或病毒的基因，繁殖出具有免疫机能的重组病毒，制造出针对各种疾病的疫苗；也可以根据特定基因的结构和功能，建立相应的基因检测和治疗体系。
现代生物技术
一、名词解释1、生物技术：指以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类提供商品和服务的一个综合技术体系。
2、基因工程：利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离感兴趣的基因，或是用人工合成的方法获取基因，然后经过一系列切割，加工修饰，连接反应形成重组DNA 分子，再将其转入适当的受体细胞，以期获得基因表达的过程。
3、蛋白质工程：在基因工程技术对编码蛋白质的基因了解的基础上，对蛋白质的氨基酸序列、结构和功能进行分析，进而通过对蛋白质的结构、氨基酸序列和翻译后的修饰等手段改变甚至创造出新的和更有效的蛋白质。
4、限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)：识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
5、转导作用transduction：通过病毒介导发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组。
6、基因文库的构建：用限制性内切酶对DNA酶解，然后把酶解的片段克隆进载体，再对重组克隆进行鉴定、分离、再培养和进一步鉴定，整个过程称为基因文库的构建。
7、分子杂交：不同来源的核酸经变性和复性的过程，其中一些不同的核苷酸单链由于存在局部碱基互补片段，而在复性时形成杂化双链（heteroduplex），此过程称分子杂交。
8、基因表达：细胞在生命过程中，把蕴藏在DNA中的遗传信息经过转录和翻译，转变成为具有功能的蛋白质分子的过程称为基因表达(gene expression) 。
9、融合蛋白：外源蛋白在异源宿主细胞中含量通常很低，因此其会被宿主细胞降解。
将要表达的外源蛋白与一个宿主的蛋白共价结合形成融合蛋白。
10、非融合蛋白：指所表达的外源蛋白的N端或C端不含任何其他氨基酸，因此要求翻译起始氨基酸位点A TG必须位于要表达的外源基因片段的5’端，终止密码子必须位于要表达的外源基因片段的3’端。
现代生物技术
什么是克隆技术？
• 克隆是英文"clone"的音译，在台湾与港澳 一般意译为复制或转殖，是利用生物技术 由无性生殖产生与原个体有完全相同基因 组织后代的过程。科学家把人工遗传操作 动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫 克隆技术，含义是无性繁殖。克隆技术在 现代生物学中被称为"有什么优点？
• • • • • • 1.解决粮食短缺问题。 2.减少农药使用，避免环境污染。 3.节省生产成本，降低食物售价。 4.增加食物营养，提高附加价值。 5.增加食物种类，提升食物品质。 6.促进生产效率，带动相关产业。
转基因产物有什么缺点？
• 1.可能对蝴蝶等昆虫造成伤害。 • 2.可能影响周边的植物的生长。 • 3.可能使昆虫或病菌在演化中增加抵抗力， 或产生新的物种，之后一样有可能会伤害 作物。
现代生物技 术
什么是现代生物技术？
• 现代生物技术也称生物工程。 在分子生物学基础上建立的创 建新的生物类型或新生物机能 的实用技术，是现代生物科学 和工程技术相结合的产物。
什么是转基因技术？
• 转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生 物学。基因片段的来源可以是提取特定生物体基因组 中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的 DNA片段。DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基 因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育， 从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。该技 术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出 新品种。 • "转基因"这个在全球承受无尽争议的词汇，成为2014 年"科学美国人"中文版《环球科学》杂志年度十大科 技热词之一。而争议的关键在于人类是否像自己所认 为的那样，已经可以代替上帝改造自然。毕竟人类曾 经认为地球是宇宙的中心。 • 2015年1月13日，欧洲议会全体会议通过一项法令， 允许欧盟成员国根据各自情况选择批准、禁止或限制 在本国种植转基因作物。该法令还将提交欧洲理事会 ，如一切顺利将于今春生效。
现代生物技术-北师大版八年级生物下册教案
现代生物技术-北师大版八年级生物下册教案一、教学目标1.了解现代生物技术的概念和发展历程。
2.掌握基因工程技术的基本原理、方法及其在生产生活中的应用。
3.了解生物技术在医药、农业、工业领域的应用和意义。
二、教学重点1.现代生物技术的概念和发展历程。
2.基因工程技术的基本原理、方法及其在生产生活中的应用。
三、教学难点基因工程技术在医药、农业、工业中的应用。
四、教学方法讲授、实验探究、案例分析、课堂讨论等方法相结合。
五、教学内容和步骤第一节：现代生物技术概述1.引入现代生物技术的概念及发展历程，探究生物技术发展背景。
2.分析现代生物技术与传统生物技术的区别和联系，引导学生理解现代生物技术的本质含义。
第二节：基因工程技术原理与方法1.引导学生初步了解基因的组成、结构，以及基因的作用和遗传特征。
2.介绍基因工程技术的概念和实现原理，重点介绍限制性核酸酶切割和DNA 重组技术的方法。
3.通过实验探究、课堂讨论等方式探究基因工程技术的操作原理和方法。
第三节：基因工程技术在生产生活中的应用1.引导学生探究基因工程技术在医药领域中的应用，如基因突变技术、基因克隆技术等，并介绍人类基因组项目的意义和影响。
2.引导学生探究基因工程技术在农业领域中的应用，如转基因技术、基因编辑技术等，并探究其生态风险和安全性问题。
3.引导学生探究基因工程技术在工业领域中的应用，如生物反应器、酶、蛋白等的生产，掌握基因工程技术在生产领域中的重要意义和应用前景。
六、教学评价方式通过课堂讨论、实验操作和作业评分等方式，综合评价学生的理论知识掌握、实验操作技能和思考判断能力。
七、教学时长本节课次，共计两学时。
八、教学资源准备1.教师准备课件、教学视频、实验器材等资源。
2.学生准备笔记、实验报告、作业等相关资料。
九、教学注意事项1.在教学中，应注意培养学生的批判性思维和创新意识。
2.在实验指导过程中，应注意安全性和实验规范。
3.在案例分析和课堂讨论环节，教师应引导学生积极参与，并及时给予评价和指导。
现代生物技术(书名：生物技术概论)作业课后习题解答
一、生物技术总论1、现代生物技术就是一项高新技术，它具有高新技术得“六高”特征就是指哪“六高”？高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能。
2、什么就是生物技术，它包括那些基本得内容？它对人类社会将产生怎样得影响？生物技术，有时也称生物工程，就是指人们以现代生命科学为基础，结合其她基础科学得科学原理，采用先进得科学技术手段，按照预先得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得。
生物技术就是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务得技术。
它主要包括发酵技术与现代生物技术。
其包括：基因工程、细胞工程、发酵工程与酶工程，现代生物技术发展到高通量组学芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。
生物技术设计人类各个得层面，大到人类基因组得研究，小到我们平时吃到得米饭，在医药、动植物设计广泛，在电子产品中也有运用到生物技术。
3、为什么说生物技术就是一门综合性得学科，它与其她学科有什么关系？因为生物技术设计到很多个方面，有医药、林农业、食品、环境、能源、化学品、设等等，不仅仅就是局限于生物这一方面，例如研究使用到了高科技电子设备，两者必须结合才能进行研究，生物分子学也被运用到计算机得研发中去。
4、简要说明生物技术得发展史以及现代生物技术与传统生物技术得关系。
现代生物技术就是通过生物化学与分子生物学得基础研究而加快发展起来得。
两者得差别：传统生物技术得研究水平就是细胞或组织水平，现代生物技术得研究水平就是在分子水平。
两者得关系：现代生物技术得研究就是以传统生物技术为基础。
现代生物技术得研究能够促进传统生物技术研究。
5、生物技术得应用包括那些领域？其涉及到：农业、食品、人类健康、能源问题、环境问题、工业、金属、军事、电子二、基因工程1、基因工程研究得理论依据就是什么？不同基因具有相同得物质基础；基因就是可以切割得；基因就是可以转移得；多肽与基因之间存在对应关系；遗传密码就是通用得；基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。
现代生物技术(精)
第一章现代生物技术革命医学遗传学发展到现代医学分子遗传学与先进技术的发展密切相关, 特别两项生物技术: 细胞融合技术和DNA重组技术所起的作用十分重要。
19世纪:细胞是生命的基本单位。
细胞学说:细胞是动植物结构和功能的基本单位,一切生命现象都是以细胞为基础表达的。
分子生物学、分子遗传学:20世纪生物学的主流以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象的共同物质基础,细胞和有机体所有生命活动都是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和相互作用来实现的。
人类对自然界的要求认识—利用—再造—改造—创造随着反向生物学的问世, 在20世纪八十年代诞生了生物技术(Biotechnology这门新学科。
生物技术学科的地位生物技术是世界新技术革命的主角之一, 生物技术与新材料、信息技术(包括微电子、计算机一起已成为新产业革命三大支柱;阳光技术,朝阳产业,黄金工程,倍受世界各国重视。
21世纪是生物生命世纪,生物技术将成为21世纪高技术革命的核心内容。
生物技术的重要性有助于解决全球的重大难题:资源(能源、人口、粮食、生态环境、健康与疾病和战争与灾害;促进传统产业的技术改造和新产业的形成,对人类社会生活产生深远的革命性影响;生物技术这一新生事物正迅速走向老百性日常生活各个方面, 将对人类的发展做出贡献。
重点掌握1、生物技术的概念、内容2、生物技术的特点和重要性3、学习生物技术的意义在于创新4、结合专业选择自己所需的生物技术第一节生物技术的概念和内容一、生物技术的定义及内涵生物技术(Biotechnology, BT, 亦称为生物工程(bioengineering, 现统一称: 生物技术。
1、定义:“生物技术”这个词最初是由一位匈牙利工程师Karl · Ereky于1917年提出的。
当时,他提出的生物技术这一名词的涵义是:“用甜菜作为饲料进行大规模养猪,即利用生物将原材料转变为产品”。
国际上沿用1982年的概念生物技术是指应用生物科学及工程学原理,依靠生物体系作反应器,将物料进行加工改造,获得人类所需产品的技术。
现代生物技术的概念、涵盖的领域。
1、现代生物技术的概念、涵盖的领域。
答：现代生物技术：也称生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，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的一门新兴的、综合性的学科。
在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。
随着基因组计划的成功，在系统生物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医药生物技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥关键作用。
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第一章现代生物技术革命医学遗传学发展到现代医学分子遗传学与先进技术的发展密切相关, 特别两项生物技术: 细胞融合技术和DNA重组技术所起的作用十分重要。
19世纪：细胞是生命的基本单位。
细胞学说：细胞是动植物结构和功能的基本单位，一切生命现象都是以细胞为基础表达的。
分子生物学、分子遗传学：20世纪生物学的主流以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象的共同物质基础，细胞和有机体所有生命活动都是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和相互作用来实现的。
人类对自然界的要求认识—利用—再造—改造—创造随着反向生物学的问世, 在20世纪八十年代诞生了生物技术（Biotechnology）这门新学科。
生物技术学科的地位：生物技术是世界新技术革命的主角之一, 生物技术与新材料、信息技术(包括微电子、计算机)一起已成为新产业革命三大支柱；阳光技术，朝阳产业，黄金工程，倍受世界各国重视。
21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为21世纪高技术革命的核心内容。
生物技术的重要性：有助于解决全球的重大难题：资源（能源）、人口、粮食、生态环境、健康与疾病和战争与灾害；促进传统产业的技术改造和新产业的形成，对人类社会生活产生深远的革命性影响；生物技术这一新生事物正迅速走向老百性日常生活各个方面, 将对人类的发展做出贡献。
重点掌握1、生物技术的概念、内容 2、生物技术的特点和重要性 3、学习生物技术的意义在于创新 4、结合专业选择自己所需的生物技术第一节生物技术的概念和内容一、生物技术的定义及内涵：生物技术(Biotechnology, BT), 亦称为生物工程（bioengineering), 现统一称: 生物技术。
1、定义：“生物技术”这个词最初是由一位匈牙利工程师Karl · Ereky于1917年提出的。
当时，他提出的生物技术这一名词的涵义是：“用甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原材料转变为产品”。
国际上沿用1982年的概念生物技术是指应用生物科学及工程学原理，依靠生物体系作反应器，将物料进行加工改造，获得人类所需产品的技术。
现代生物技术定义：以现代生命科学为基础, 把生物体系与工程学技术有机结合在一起，按照预先的设计，定向地在不同水平上改造生物遗传性状或加工生物原料, 产生对人类有用的新产品(或达到某种目的)之综合性科学技术。
2、概念要点: （1）对象是具遗传特性有生命物质:包括病毒、细菌、植物、动物、直到人类。
（2）生物体系多个不同水平研究: 从大分子 (DNA、RNA、蛋白质、酶)、亚细胞、细胞、组织、器官到整个机体（3）应用工程学原理: 经人类思维, 设计方案、定向修饰、加工制作过程、经过体外环节。
（4）有目的产品: 目的产品有三新特征: 新遗传功能新遗传性状、新物种要有合乎人类所需的工业‘农业、医疗和食品产品。
（5）高新技术起重要作用。
3、生物技术的主要内容包括五个方面或领域（1）细胞工程（2）基因工程（3）酶工程（4）发酵工程（5）蛋白质工程4、根据研究对象不同，生物技术又可分为：（1）植物生物技术（2）动物生物技术（3）微生物生物技术二、生物技术的产生与发展生物技术的发展分为两个阶段：生物技术是既古老又现代的应用技术。
按照它的发展历程，大致可以分为三个阶段：1、传统生物技术 2、近代生物技术 3、现代生物技术生命科学经历了三个发展阶段：描述生物学阶段（19世纪中叶以前）实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）1传统生物技术发展：石器时代后期（距今8000多年前）我国制曲酿酒，最早的发酵技术。
公元前6000年古巴比伦开始啤酒发酵。
公元前4000年埃及人制作面包。
公元前2500年春秋战国时代中国制造酱油和醋。
公元十世纪宋朝中国预防天花活疫苗。
1676年荷兰人列文虎克发明显微镜首次观察微生物。
1885年，巴斯德首先证实发酵有微生物引起并建立微生物纯种培养技术。
20世纪20年代工业大规模纯种培养技术发酵生产丙酮和丁醇。
1897年德国人布切尼无细胞的酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功开创微生物生化研究新时代（一）传统生物技术和近代生物技术的发展实际上生物技术的发展和应用可以追溯到l000多年以前，而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。
当时人类用发方法制备酒、醋、酱及食品等，此时主要是生物技术的经验阶段。
并形成产业。
1、传统生物技术阶段在20世纪30年代之前时期，主要是通过微生物的初级发酵来生产食品，是以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。
产品如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等微生物的初级代谢产物。
（1）主要包括以下三个步骤：第一步：上游处理过程。
第二步：发酵和转化。
第三步：下游处理过程。
（2）步骤第一步：上游处理过程------粗材料进行加工过程，作为微生物的营养和能量来源；第二步：发酵和转化------ 发酵指的是目的微生物的大量生长。
发酵过程必须在一个大的生物反应器内进行，反应器容积通常大于l00L。
可连续生产某一个目的产品，比如抗生素氨基酸或蛋白质等；第三步：下游处理过程-----所需目的产物的纯化过程，人们既可以从细胞的培养液个纯化，也可以直接从细胞中纯化。
1929年英国人弗莱明发现青霉素，二战期间得到广泛应用。
工业上开始采用大规模发酵产生抗生素酶制剂和其他化工原料是近代生物技术建立和全胜时期。
20世纪60年代随着遗传学的建立和应用产生了遗传育种学，细胞学广泛应用产生了细胞工程发酵工程取得辉煌成就，被誉为第一次绿色革命2、近代生物技术阶段 1928年，Flemming爵士发现了青霉素，从此生物技术产品中增加了一大类新的产品即抗生素。
也使生物技术从单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品，该产业至今长盛不衰。
20世纪30年代到70年代这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,更为突出的是植物组织培养技术日臻完善。
（二）生物技术研究的主要目标生物技术研究的主要目标是（1）最大限度地提高这3个步骤的整体效率；（2）同时寻找一些可以用来制备食品、食品添加剂和药物的微生物。
从20世纪60—70年代起，生物技术的研究主要集中在上游处理过程、生物反应器的设计和下游的纯化过程方面，这些研究使得下面四个方面都有了很大的发展。
①在发酵过程的监测；②生物反应体系的检测技术和；③有效地大量培养微生物的技术及；④相关仪器。
二）生物技术研究的主要目标在利用微生物生产商品的整个过程中，生物转化这个环节是条件最难优化的一个环节。
通常用于大规模生产的培养条件往往不是自然条件下微生物的最佳生长条件。
因此，人们一般都通过化学突变、化学诱变或者紫外线照射来产生突变体，从而改良菌种，提高产量；传统的诱导突变和选择的方法在生物技术生产中获得了较大的成功。
多种抗生素的大量生产就是这种方法的成功例证。
但是，传统生物技术仍然的有其一定局限性。
（三）传统和近代生物技术的特点（局限性）（1）主要通过微生物初级发酵获得产品，仅仅局限在微生物发酵和化学工程领域。
（2）没有改变微生物的遗传物质，也没有出现新的微生物遗传性状。
（3）生产过程简单，上游主要是培养大量的微生物、对材料进行加工即进行发酵和转化，通过诱变选育良种，下游主要对产品进行纯化。
（4）生产周期长，费用高，产量低，效率差。
（四）现代生物技术的产生在1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构的基础上，1973年DNA重组技术的诞生意味着现代生物技术阶段的开始。
而源于近代生物技术的细胞工程，在现代生物技术阶段有了突破性发展。
现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。
1944年艾弗里等人通过实验证明DNA是遗传物质。
2、DNA重组技术1973年，美国加利福尼亚大学旧金山分校的Herber Boyer教授和斯坦福大学的Stanley Cohen教授共同完成了一项著名的实验----DNA重组实验，这是人类历史上第一次有目的的基因重组的尝试，并获得成功。
这是人类历史上第一次有目的的基因重组的尝试。
虽然这两位科学家在这次实验中没有涉及到任何有用的基因，但是他们还是敏感地意识到了这一实验的重大意义，并据此提出了“基因克隆”的策略。
特别是DNA重组技术可以1、改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易,简化了生产过程；2、扩大了反应器范围，从发酵罐发展到细胞、植物及动物个体天然生物反应器。
3、 DNA重组技术对生物技术产生的影响（1）DNA重组技术使得生物技术过程中生物转化环节的优化过程变得更为有效它所提供的方法不仅可以分离到那些高产量的微生物菌株，还可以人工制造高产量的菌株，原核生物细胞和真核细胞都可以作为生物工厂来生产胰岛素、干扰素、生长激素、病毒抗原等大量外源蛋白；DNA重组技术还可以简化许多有用化合物和大分子的生产过程。
（2）植物和动物也可以作为天然的生物反应器，用来生产新的或改造过的基因产物3）DNA重组技术大大简化了新药的开发和检测系统。
DNA重组技术在很大程度上得益于分子生物学、细菌遗传学和核酸酶学等领域的发展；反过来DNA重组技术的逐步成熟和发展对生命科学的许多其它领域都产生了革命性的影响，这些领域包括生物行为学、发育生物学、分子进化、细胞生物学和遗传学等，从而使得生命科学日新月异，其进展一日千里，成为20世纪以来发展最快的学科之一。
（4）而受DNA重组技术的影响最为深刻的生物技术领域，迅速完成了从传统生物技术向现代生物技术的飞跃转变，从原来的一项鲜为人知的传统产业一跃而成为代表着21世纪的发展方向、具有远大发展前景的新兴学科和产业。
基因工程与人类生活及经济发展关系密切是20世纪末和21世纪初发展最为迅速的高新技术之一,使发酵、食品、轻工等传统工业发生了深刻的革命，为解决人类的人口膨胀、食物短缺、能量匮乏、疾病防治和环境污染等问题带来了新的希望；将对人类生活和健康、经济发展、社会进步产生巨大的影响20世纪80年代，现代生物技术的发展日新月异，一跃成为代表21世纪新技术的发展方向，并成为具有广阔应用前景的新兴学科与产业。
传统生物技术已被现代生物技术所取代，当前生物技术一词实质上已成为现代生物技术的简称。
三. 生物技术的特点 (八高一低)1、高水平：学科具有先进性，是知识、技术密集型产业,处分子水平、新技术前沿。
2、高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，涉及的行业多、范围广。
3、高投入：与其他技术比较, 在资金、人员、设备、试剂及研发上投资大。
4、高竞争：各国、各行业、个单位之间，在技术、时效性，知识及人才上竞争激烈。
5、高风险：上述原因造成一定风险，加上技术风险带来高风险。
6、高效益：应用性强, 有目的产品, 最易商业化。