组织工程用生物材料
基因工程技术的现状和前景发展
基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面
基因工程和细胞工程
基因工程和细胞工程 一、单选题 1．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需要用到的工具是 A. DNA连接酶和解旋酶 B. DNA聚合酶和限制酶 C. 限制酶和DNA连接酶 D. DNA聚合酶和RNA聚合酶 【答案】C 【解析】图示表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，故选C。 2．下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是（） A．叶肉细胞已经高度分化,无法表现出全能性 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C．融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 【答案】D 【解析】 试题分析：叶肉细胞已经高度分化，但在体外培养的条件下也能表现出全能性，A错误；叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞壁，C错误；叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性，形成完整植株，D正确 考点：本题考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件等基础知识，掌握植物细胞具有全能性的原因，能结合所学的知识准确判断各选项。 3．如图为白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示白菜一甘蓝植株不能结籽 B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂
D．白菜一甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果 【答案】D 【解析】白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因为“白菜-甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能产籽，故A错误；愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，不能进行光合作用产生有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，故B错误；上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体，因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，故C错误；任何性状都是基因选择性表达的结果，故D正确． 【考点定位】植物体细胞杂交的应用 【名师点睛】据图分析，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法．物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成“白菜一甘蓝”幼苗． 4．下列有关细胞工程的叙述中正确的一项是（） A．克隆不是无性繁殖 B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的 C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合 D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样 【答案】B 【解析】 试题分析：克隆属于无性繁殖，故A错误。用体细胞克隆动物必须通过核移植才能实现，故B正确。灭活病毒诱导动物细胞融合不是溶解磷脂双分子层而是通过改变膜脂分子排列实现的，故C错误。动物细胞培养液通常需要加入血清，植物组织培养通常需要加入植物激素，故D错误。 考点：本题考查细胞工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。5．以下哪种物质不可以用于植物细胞的诱导融合剂（） A．PEG B．灭活的病毒 C．离心 D．振动电激 【答案】B 【解析】 试题分析：灭活的病毒是动物细胞工程的诱导剂，不能用于植物细胞工程，故选B。 考点：本题考查植物细胞工程等相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。6．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（） A．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C．植物组织培养过程中始终要保持适宜的光照 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得 【答案】D 【解析】 试题分析：在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不发生改变，A错误；植物细胞的全能性指离体的组织器官的经过培养，发育成完整个体的潜能，B错误；植物组织培养过程中开始是要避光，C错误；植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得，D正确；答案是D。 考点：本题考查植物细胞工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 7．植物组织培养的过程可以归纳为：①? ?再分化③→④；对此叙述有错误的 ?→ ?→ ?脱分化②? 是( ) A．②→③的再分化过程中，培养基中需要添加细胞分裂素与生长素
生物工程的发展历史
1.2 生物工程的发展历史 与一般所理解的生物工程是一门新学科不同的是，而是认为在现实中可以探寻其发展历史。事实上，在现代生物技术体系中，生物工程的发展经历了四个主要的发展阶段。 食品与饮料的生物技术生产众所周知，像烤面包、啤酒与葡萄酒酿造已经有几千年的历史；当人们从创世纪中认识葡萄酒的时候，公元前6000，苏美尔人与巴比伦人就喝上了啤酒；公元前4000，古埃及人就开始烤发酵面包。直到17世纪，经过列文虎克的系统阐述，人们才认识到，这些生物过程都是由有生命的生物体，酵母所影响的。对这些小生物发酵能力的最确凿的证明来自1857-1876年巴斯得所进行的开创性研究，他被认为是生物工程的始祖。其他基于微生物的过程，像奶制品的发酵生产如干酪和酸乳酪及各种新食品的生产如酱油和豆豉等都同样有着悠久的发展历史。就连蘑菇培养在日本也有几百年的历史了，有300年历史的Agarius蘑菇现在在温带已经有广泛养殖。 所不能确定的是，这些微生物活动是偶然的发现还是通过直观实验所观察到的，但是，它们的后继发展成为了人类利用生物体重要的生命活动来满足自身需求的早期例证。最近，这样的生物过程更加依赖于先进的技术，它们对于世界经济的贡献已远远超出了它们不足为道的起源。 有菌条件下的生物技术 19世纪末，经过生物发酵而生产的很多的重要工业化合物如乙醇、乙酸、有机酸、丁醇和丙酮被释放到环境中；对污染微生物的控制通过谨慎的生态环境操作来进行，而不是通过复杂的工程技术操作。尽管如此，随着石油时代的来临，这些化合物可从石油生产的副产品中以低成本进行生产，因此，进行这类化合物生产的工业就处于岌岌可危的境地。近年来，石油价格的上涨导致了对这些早期发酵工艺的重新审视，与前面所讲的食品发酵技术相比，这类发酵工艺相对简单而且可进行大规模操作生产。其它关于有菌生物技术的典型例子有废水处理和都市固体垃圾堆肥。长期以来，人们利用微生物来分解和去除生活污水中的有毒物质，及像化工业产生的小部分工业毒害垃圾。目前世界上进行的发酵工程中，利用生物工程进行污水处理的规模是最大的。 将无菌消毒技术引入生物工程 20世纪40年代，由于大规模微生物培养这个复杂的生物技术的引入，生物工程的发展开始了新的方向，从而确保那些需要将污染微生物排除的特殊生物过程得以进行。因此，通过对培养基和生物反应器的提前灭菌消毒以及用来消除新进入的污染物的工程供应，生物反应中就只留有所选的生物催化剂。诸如此类，在生物工程中占有极大份额的产品有抗生素、氨基酸、有机酸、酶、多糖和疫苗。大部分这样的过程是复杂的，成本昂贵，仅适于高附加值产品的生产，尽管这类产品的产量较大，但采用食品与酿造生产中较老的生物技术，它们的规模与商业回报都是很小的。生物工程的新领域在最近的十年里，分子生物学和过程控制取得了长足的发展，不见开创了生物工程应用的新领域，同时还大大提高了已有生物工程工业的效率和经济性。正是由于这些发现和发展，才会有对于未来生物工程在世界经济中所扮演角色的良好评价。 （a）基因工程对于重要的工业用生物基因组的有性重组或突变操作一直是工业遗传学家革新目录中的组成部分。重组DNA新技术包括温和的进行活细胞破碎、DNA提取、纯化和利用高度专一性的酶进行随后的有选择性切割；对目的基因片断分类、鉴定、筛选和纯化；用化学方法将目的基因连接到载体分子的DNA上及将重组DNA分子导入选择的受体细胞进行增值和细胞合成。重组DNA技术可较简便的进行基因组操作，而且可避免物种间与属间的不相容性。无限可能性是存在的，人类胰岛素与干扰素基因已导入了微生物细胞并进行了表达。原生质融合、多克隆抗体制备和组织培养技术（包括从细胞培养上清液中进行植物的再生）的广泛应用对生物工程的发展有着深远的影响。（b）酶工程酶分离工程一直是许多生物技术过程的组成部分，而且随着允许对生物代谢产物进行重新利用的更适合的固定化技术的发展，它们的代谢产物可被进一步利用。利用固定化细菌的葡萄糖异构酶生产高果
生物工程专业分析 复习资料
第一章：分析概论 1.分析的分类 （1）按生物工程分析的对象及检测项目的性质，可分为： A.感官、理化指标的测定 B.结构分析及序列分析 C.活体、生物活性及功能成分的检测。 D.实时分析及过程参数检测 ⑵. 按照分析方法的技术原理可将其内容划分为一下几个主要方面 ①感官检验法 ②物理检验法 ③化学检验法 ④物理化学检验法 ⑤生物检验法 2.分析中的常识 常量分析——样品中组分＞ 1 % 微量分析——样品中组分= 0.1 %～1 % 痕量分析——样品中组分＜ 0.1 % 超微量分析——样品中组分 PPM ——parts per million （ mg / kg )或（ mg / L ) 10-6 PPB —— parts per billion 10-9 PPT —— parts per trillion 10-12 3.分析中的一般规定 水为蒸馏水、去离子水 常用带刻度的玻璃仪器是在20℃条件下标注的。 分样筛——用来筛分体积大小不同的固体颗粒的筛子。 分子筛——具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离的固体吸附剂。 “称取”——称至0.1g 。 “精密称取”——必须按所列数值称取，精确至 0.0001g 。 “精密称取约”——必须精确至0.0001g ，可接近所列数值，不超过所列数值的10% 。 分析中所用的试剂，除特别标明的外均为分析纯溶液；未指明用何种溶剂配制时均指水溶液。盐酸、硫酸、硝酸、氨水等未指明具体浓度时，均指市售试剂规格的浓度 液体的“滴”系指自滴定管留下的一滴的量，在20℃时20滴相当于1.0ml 吸取是指用移液管或吸量管取液体物质的操作；量取是指用量筒或量杯取液体的操作,其精度要求均用数值的有效位数表示 空白试验是化学分析中作比较常用的分析方法，当进行某一试样分析时，同时做一空白试验（即操作条件和所用试剂均相同，但无试样存在），以校正有关因素对分析结果的影响 恒重是指在规定的条件下，连续两次干燥或灼烧后的质量之差不超过规定的范围（一般在0.2~0.5mg 以下） 4.不同分析方法结果差异性的检验 （一）t 检验法 检验样本均值与总体均值是否有差异时，使用： S 为标准差,x 为样本均值，μ为总体均值 样本计算值的统计量大于t 分布表中相应显著性水平α和相应自由度f 下的临界值，则表明被检验的均值有显著性差异，反之差异不显著。 （二）F 检验法 计算两组数据的方差之比来检验两组数据是否存在显著性差异。 当计算所得F 值大于F 分布表中相应显著性水平α和自由度f1、f2下的临界值，则两组方差之间有显著性差异，反之无。 n s x t /μ-=
生物材料与组织工程题库
一、对与错 1、PLLA和PCL通常比其共聚物有着更高的结晶度。 2、聚酯类生物材料的可降解性由分子链中碳酸含量而定，因此说PCL的降解速率快于 PLA。 3、In vitro组织再生就是让组织在体内再生。 4、组织再生需要有一个多孔支架，此支架可以支持细胞并使之增值成组织，许多材料像明 胶和PLA都被用于组织再生支架材料。 5、合成聚合物通常比天然材料有更强的免疫反应。 6、TCP被认为是一种生物活性和可降解性生物材料。 7、合成材料通常比天然材料有更好的力学性能 8、水凝胶是交联聚合物在分子间相互作用力与溶胀力之间的平衡状态。 9、水接触角通常被用于测定材料的亲水性。 10、材料的亲水性随着接触角的降低而下降。 11、自由基聚合就是加成聚合反应。 12、In vivo 组织再生就是让组织在体内再生。 13、天然材料在体内主要靠酶降解。 14、生物玻璃可以与接触组织产生牢固的结合界面。 二、名词解释 1、什么是生物材料？给出定义并举例说明。 2、什么是生物相容性？如何评价材料的生物相容性？ 3、什么是生物玻璃？ 4、什么是生物降解材料？什么是非生物降解材料？举例说明。 5、什么是复合材料？列出可能的复合材料制备医用制品或器材的方法。 6、什么是组织工程？有哪三要素？ 7、描述静电纺纳米纤维的原理，及对纺丝液的性能要求。 8、描述用于提高生物相容性的表面改性的方法。 9、什么是医用代用品？举例出你所知道的例子。
10、列出甲壳素的医用应用并说明其特有的生物学活性。 11、什么是药物缓释？为什么要进行药物缓释？ 12、什么是天然生物材料？举出几个种类。 13、什么是合成生物材料？有几种合成方法？ 三、论述题 1、下列有关天然生物材料的描述是对还是错？ ①大多数天然材料都来自于动物体和植物体。 ②多数是由水解而降解。 ③与合成聚合物相比，用于医用材料的成型方法较少。 ④生物相容性较好。 ⑤总是被看成是用于体内移植的安全材料。 2、陶瓷类生物材料可以以不同的方式来应用，即生物惰性、生物活性及可吸收降解性，讨 论HA、TCP、Al2O3 和Na2O-CaO-P2O5-SiO2 的生物可降解性及生物活性。 3、探讨PLA作为手性聚合物的立构规整性，有哪几种立构规整性产物，并对其结构及性能 关系进行描述。 4、描述胶原蛋白的化学结构和物理结构，并探讨导致其物理结构变化的条件是什么？其变 性产物是什么？ 5、描述接触角测定材料的亲水性方法。并给出接触角与亲水性之间的关系。 6．组织工程支架的特点是什么？列出理想支架制备的可行性方法。 7.有哪几种表面改性的方法？它们的原理是什么？ 8.描述将肝素固定在生物材料表面的方法。
基因工程的现状与发展趋势
题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程 学号：132701105 姓名：盛英奇 日期：2015/7/1
【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、
组织工程相关纳米生物材料
第11章组织工程相关纳米生物材料 组织工程学（Tissue Engineering）一门多学科交叉的边缘学科，其研究涉及到细胞生物学、分子生物学、发育生物学、免疫学、临床医学、生物材料学、计算机科学等多个相关学科。它是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一个新的里程碑，标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代，人们试图通过组织工程学的研究，真正建造出替代人每一种组织甚至器官功能的生物性替代物。它的提出、建立和发展是对医学领域组织、器官缺损和功能障碍传统治疗方法和模式的一次革命，孕育着巨大的科学价值和广阔的临床应用前景，是21世纪生命科学研究领域的焦点之一，必将产生巨大的社会和经济效益【1－2】。 目前国内外对组织工程学研究极为重视，组织工程相关产品正逐步形成高附加值的高科技产业，有些产品已开始进入临床。如人工皮肤TransCyte、Apligraf、人工软骨Carticel TM等。其它领域如骨、膀胱、血管、角膜、神经、输尿管、肝、胰、心脏瓣膜、血细胞、食管、肠管等的研究也正处于积极的实验阶段。 但是，目前组织工程研究尚存在许多基本问题亟待解决，主要表现在：①生命现象的本质及活动规律，即各种细胞、组织和器官的基本结构及其与功能的关系；②如何调控种子细胞的特异性粘附、增殖、定向分化以使其获得良好的生物学活性，充分发挥其特定的功能；③生长因子等组织诱导因子的大规模制备及持续控制释放；④具有良好表面相容性、结构相容性、适当生物降解性和特定生物活性的仿生“智能”基质材料的研制，以引发人们所需的特异性、可控性生物反应等等【3－4】。 纳米科技给上述问题的解决带来了新的发展机遇。和它在生物医用材料领域中的意义与应用前景一样，纳米科技在组织工程学各领域的研究中也有重大的科学意义及广阔的应用前景，人们可以将纳米科技在其它领域的研究成果广泛地应用于组织工程学各相关领域【5-8】。组织工程学和纳米科技的有机结合，标志着组织工程学研究进入一个崭新的时代——纳米组织工程学时代。纳米组织工程学（Nano tissue engineering）就是将纳米科学与技术和组织工程学有机结合，从原子、分子水平认识细胞和组织的基本结构及其与功能的关系，阐明生命现象的本质及活动规律，并研制具有特定功能的仿生纳米装置和材料，为更好地恢复、维持或改善病损组织的功能奠定基础【1－4】。 纳米组织工程学的首要任务是利用纳米科学的原理和技术，从原子、分子水平进一步深入认识真核细胞基因组的结构及功能调控、基因产物如何构建成细胞结构、如何调节和行使细胞功能等，从而认识各种细胞、组织和器官的基本结构及其与功能的关系，阐明生命现象的本质及活动规律。然后从科学认识发展到工程技术，设计和制造出相应的纳米器件、纳米药物、纳米仿生“智能”基质材料，
生物工程工厂复习资料
生物工程工厂设计概论： 是一门以生物工艺学、生物制药学、GMP和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科。包括生物工程工厂建设项目的建设程序、内容、步骤、方法和原理。 是一门综合性、实践性很强的专业课。 生物工程工厂设计： 运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用图样并辅以文字作出一个完整的工厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有计划按步骤地进行工厂建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性工作。 课程的目的和任务: 目的：培养学生具有生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 任务：使学生了解工厂设计的工作程序、内容、步骤；掌握生物工程工厂设计的理论、方法和有关设计规范，走上工作岗位后，能胜任工艺设计工作。 生物工程工厂设计的重要性: （1）设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性工作 （2）设计工作是扩大再生产、更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。 （3）工厂设计在工程项目建设的整个过程中是核心内容。 工厂设计的任务和内容： （1）基本任务：作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益好的设计，为建设服务； （2）工厂设计的内容： 设计工作：总体设计和局部设计 总体设计：凡是设计范围涉及到整个工业企业的全部内容的设计，称为~~。 局部设计：凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，或某个部分、某个设备的设计，称为~~。 工厂设计工作的内容：参加建设项目的决策； 编制各个阶段设计文件； 配合施工和参加验收； 进行总结的全过程。 （3）工厂设计要求：经济上合理、技术上先进； 在三废治理和环境保护方面必须符合国家有关规定； 考虑到产品生产的季节差异性（啤酒）； 尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。 工艺设计工作原则：（1）设计工作围绕现代化建设这个中心：做好投资省，技术新，质量好，收效快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设总原则； 设计的安全性和可靠性
我国生物医用材料现状
我国生物医用材料现状 我国是生物医用材料和器械的需求大国，医疗保健服务人口基数大，医疗费用近十年平均增长率近20%，远远高于同期国民经济增长率，已逐渐成为社会和公民的沉重负担。因此，利用现代高科技，加速生物材料及制品的开发，解除千百万患者的痛苦，提高生活及健康水平，无疑是非常有意义的，也是社会发展的呼唤。生物材料及制品投入产出比高，经济效益十分显著，易于形成科技经济一体化发展，并可带动相关产业的改造。加速生物材料科技经济一体化发展，对于我国参与世界经济发展竞争具有重要意义。 但我国生物医用材料产业基础薄弱，生物医用材料及器械产品单一，技术落后，科研与产业脱节，70-80%要依靠进口。目前，植入体内的技术含量高的生物医用材料产品约80%为进口产品。常用的生物医用材料产品约20%为进口产品，2002年进口产品约100亿元人民币，此外还有大量的医用级原材料大多需要进口。同时，我国材料加工工艺差距较大，基础研究水平不高，这些都直接制约了新技术和新材料的开发和应用，加之资金及合作单位等原因造成生物医用材料科研成果难于产业化。在我国，药品和医疗器械产值的比例约为10：2.5，远远落后于国际上的比例（10：7）；而我国在世界生物材料及制品市场中所占份额不足3%。这意味着我国生物材料产业今后将直接面临着世界市场的竞争、限制和压力。 近年来随着国内高新技术发展，医疗器械产业的面貌变化很大。在2002年材料类医疗器械产值约300亿人民币，目前每年以10-15%的速度递增，预计到2010年可达600亿人民币，2020年可达1500亿元人民币。随着我国经济的发展，特别是广大农村和西部地区的生活水平提高，对生物医用材料需求可能会大于这些预测产值。十几亿人口医疗保健需求的巨大压力与我国生物材料、医疗器械及制药工业的薄弱基础形成了尖锐矛盾。这对于我国的经济、社会发展来说，既是难得的机遇．又是一个巨大的挑战。 目前，我国已取得了一批具有自主知识产权的技术项目，并逐步形成了生物医用材料的研发机构和团队。涉及到生物医用材料的学会及协会组织有中国生物医学工程学会生物医用材料分会、中国人工器官学会、北京生物医学工程学会、上海市生物医学工程学会生物医用材料专业委员会、四川省生物医学工程学会、重庆市生物医学工程学会、中国生物复合材料学会和中国生物化学与分子生物学会等。目前，国家已经建立与生物医用材料相关的各类国家重点实验室及研究中心十余家（见表1）。中国科学院系统的金属所、硅酸盐所、化学所、大连化物所、长春应化所和成都有机所都有专门从事生物医用材料研发的团队和学术带头人；同时在北京、天津，上海、广州、武汉、成都、西安也已逐步形成了基于各地区主要大学和研究机构的生物医用材料研发团队和学术带头人。已取得具有自主知识产权的技术项目有：羟基磷灰石涂层技术、聚乳酸及可吸收骨固定和修复材料、胶原和羟基磷灰石复合骨修复材料、自固化磷酸钙材料、介入支架材料、纳米类骨磷灰石晶体与聚酰胺仿生复合生物活性材料、氧化钛和氮化钛涂层技术、免疫隔离微囊材料、壳聚糖防粘连材料、海藻酸钠血管栓塞材料。 表1 国内主要研究机构及重点研究方向 机构名称重点研究方向
高中生物《基因工程及其应用》教学设计
人教版高中生物《基因工程及其应用》教学设计 一、总体设计指导思想 本节课突出对学生技能和科学素质的培养，通过精心设计课堂教学环节，来培养学生的信息提取能力、识图能力、语言表达能力、实际操作能力及培养学生的科学精神和科学素养。 二、教材分析 基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生了巨大的影响，学习这一内容既有利于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学技术社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划提供一种新的视角。而对这一专题的教学，首先要考虑基础性，高中阶段的教学不是培养专家，而是要全面提高学生的科学素养，因此着力点应瞄准对学生的发展起根本作用的知识能力思想情感上，针对本节内容即简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用，关注转基因生物和转基因食品的安全性；关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高；运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型，而本课知识、能力上主要解决基因工程操作的原理及基本步骤以及模型构建。 三、教学目标 （一）知识目标 简述基因工程的基本原理 举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用 关注转基因生物和转基因食品的安全性； （二）情感态度价值观目标 关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高 （三）能力目标 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 四、教学重难点 重点：①基因工程的主要步骤 ②基因工程的应用 ③转基因生物和食品的安全性 难点：①基因工程的基本原理。 ②转基因生物与转基因食品的安全性。 五、教学过程：
六、学案设计： 6.2基因工程---课堂探究案 一．学习目标 1.简述基因工程的基本原理 2.通过模型制作理解基因工程的关键步骤 二．合作探究 1.核心概念：基因工程 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。别名_________________ 原理____________________________ 结果__________________________________________________________________ 2.信息提取：阅读以下资料，找出能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词。 美国人在1978年用大肠杆菌生产出了胰岛素，大肠杆菌产生胰岛素并进行批量生产的原理是运用到了现代生物技术的转基因技术，它是先将人胰岛素基因从人的染色体DNA上剪切出来，插入从细菌细胞中提取出来的质粒（作为载体）中，再将这个合并起来的、带有胰岛素基因的质粒，转移入大肠杆菌的细胞中，随后该胰岛素基因会指导大肠杆菌细胞产生胰岛素，人类即可将这些胰岛素提取并收集出来，用于治疗糖尿病病人，给糖尿病患者带来了福音. 能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词分别是________、_________、__________。 3.合作探究：阅读课本102页最后一段至103页第二段，探讨以下问题 （1）限制酶的分布、作用及特性 思考一：限制性核酸内切酶切割的是DNA分子的哪个部位_______________ （2）DNA连接酶的作用、作用对象和作用部位 思考二：DNA连接酶与DNA聚合酶有何区别？___________________________________ （3）运载体的常见种类、作用 4.读图说话：读下图，用自己的话描述基因工程操作的一般步骤。
生物医用材料未来发展趋势
生物医用材料未来发展趋势 作者：亦云来源：上海情报服务平台发布者：日期：2006-09-07 今日/总浏览：7/6023 组织工程材料面临重大突破 组织工程是指应用生命科学与工程的原理和方法，构建一个生物装置，来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织或器官的修复和再建，延长寿命和提高健康水乎。其方法是，将特定组织细胞"种植"于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料（组织工程材料）上，形成细胞――生物材料复合物；生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境；随着材料的降解和细胞的繁殖，形成新的具有与自身功能和形态相应的组织或器官；这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器宫进行结构、形态和功能的重建，并达到永久替代。近10年来，组织工程学发展成为集生物工程、细胞生物学、分子生物学、生物材料、生物技术、生物化学、生物力学以及临床医学于一体的一门交叉学科。 生物材料在组织工程中占据非常重要的地位，同时组织工程也为生物材料提出问题和指明发展方向。由于传统的人工器官（如人工肾、肝）不具备生物功能（代谢、合成），只能作为辅助治疗装置使用，研究具有生物功能的组织工程人工器官已在全世界引起广泛重视。构建组织工程人工器官需要三个要素，即"种子"细胞、支架材料、细胞生长因子。最近，由于干细胞具有分化能力强的特点，将其用作"种子"细胞进行构建人工器官成为热点。组织工程学已经在人工皮肤、人工软骨、人工神经、人工肝等方面取得了一些突破性成果，展现出美好的应用前景。 例如，存在于脂肪组织基质中的脂肪干细胞(ADSCs)是一类增殖能力强、具有多向分化潜能的成体干细胞，被发现不但具有与骨髓基质干细胞（BMSc）相似的向成骨、软骨、脂肪、肌肉和神经等细胞多分化的能力，而且表达与BMSc相同的表面标志如CD29、CD105、
生物材料在组织工程学中发挥的作用
生物材料在组织工程学中发挥的作用 MD+DI 访问了DSM 生物医学公司（荷兰马斯特里赫特）研发及技术总监Marc Hendriks，请他谈谈对于生物材料的看法。这篇专题访谈共分四部分，在第一部分中，DSM 生物医学公司（荷兰马斯特里赫特）的Hendriks 探讨了生物材料在应对医疗领域未来需求方面的巨大潜力，并且思考了生物材料在今后几年中对组织工程学的重要性。Hendriks 还解释了何为“三代生物材料。” 作者: Brian Buntz 2011年12月27日 行业新闻, 生物材料 [View] MD+DI：您能否简要描述一下生物材料当前以及未来可能对组织工程学发挥的作用？ Hendriks：组织工程和再生医学领域(TERM) 是最前沿的现代医学领域。外科手术将人体组织移换位置，但由于对新位置的排斥反应，已经产生了生物变化。采用可植入异物材料的技术与不良事件有关，如移位、植入物/组织界面感染、骨折以及随时间推移产生的迁移。个体之间的移植有严格限制，必须能获得足够的捐献组织和器官，但也会产生免疫问题，随着时间的推移可能产生慢性排斥反应和严重破坏。 TERM 包括新的功能性活体组织的制造——无论体外或体内（包括原位）——使用通常与母体或支架相关的生物活性提示（例如，细胞、生长因子、多核苷酸），引导组织发展。直至80年代中期，TERM 才被定义为一个领域。TERM 从几个相互关联、完善的学科，包括细胞和干细
胞生物学、生物化学、分子生物学中吸收了大量新知识，这些学科分别并共同增进了对于复杂活体系统的理解。同样，在材料科学、化学工程和生物工程取得的突破，使活体系统中可合理应用工程原理。TERM可以说属于生命科学材料科学领域。 自从定义了TERM原理，其广泛的医疗和社会经济价值被认可，TERM也已取得了巨大进展。然而，迄今为止，只有相对较少的TERM产品已获得监管部门批准，甚至更少有产品已取得任何意义上的市场渗透。在数以百万计的患者获得可能从中受益的TERM疗法之前，必须克服技术和经济上的发展障碍。 如上所述，实质上，没有专为组织工程和再生医学设计的材料。当致力于设计和开发适合再生医学的生物材料时，再生医学才有发展前景。 TERM可使用多种生物材料形式，可根据使用指示选用，重点关注手术过程或组织发展中的难题。我通常将TERM产品类别根据四个主要材料进行划分： 1、细胞传递生物材料。细胞治疗，即通过对选定、增殖和药理治疗或体外改变的细胞进行管理，预防或治疗人类疾病。细胞管理中的破裂不佳和移植细胞整合，是最大难题。通常认为通过使用聚合物水凝胶，以微创的方式或手术轻便的方法允许注射或微创插入细胞和聚合物组合，可改善疗效。为使有效，水凝胶必须符合一系列设计标准，以发挥正常功能，并促进新组织的形成。这些标准包括物理参数（例如，退化和机械性能）以及生物性能参数（例如，生物相容性和细胞粘附）。不完全符合这些设计标准，可能会导致不良组织的形成。因此，这种生物材料发展的关键是充分了解手术前及手术中的程序和操作。 2、受控交付生长因子生物材料。与细胞治疗相反，使用生长因子（蛋白质或激素）侧重于利用内源性组织的再生潜力。这些物质旨在，在管理层面，调节多种细胞过程：补充、生长、增殖和分化。 第一次需采用弹丸注射——经动物测试有一定疗效——但普遍未经人体临床研究证实。直接交付生长因子可加速组织愈合和增长，但往往是与生长因子的最初爆发和在体内的半衰期短有关。生长因子的失控扩散也可能引起不良的副作用。这就需要利用基于创新材料的技术来更好地控制空间和时间上的交付。 3、组织工程支架材料。TERM 最“简单”的产品类别包括通常加工成能够支持三维组织形成的多孔结构的支架材料。TERM 支架通常有下述用途：
基因工程与微生物
基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）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。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。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)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。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，
基因工程与生物药物
基因工程与生物药物 姓名：李华龙 班级：生物制药1301 学号：1302150003
摘要 自1972 年DNA重组技术诞生以来,生命科学进入了一个崭新的发展时期。以基因工程为核心的现代生物技术已应用到农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域。它与微电子技术、新材料和新能源技术一起,并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱, 而利用基因工程技术开发新型生物药物更是当前最活跃和发展迅猛的领域[ 1]。从1982年美国Lilly 公司首先将重组人胰岛素投放市场,标志着世界第一个基因工程药物的诞生。基因工程制药作为一个新兴行业得到各国政府的大力支持, 各国都积极研究和开发各种基因工程药物,并取得了丰硕成果。本文通过对基因工程药物的开发、应用和研究方法等研究进展进行综述。Abstract Since 1972, DNA recombinant technology was born, life science has entered a new period of development.Gene engineering as the core of modern biotechnology has been applied to agriculture, medicine, light industry, chemical industry, environment and other fields . It and microelectronic technology, new materials and new energy technologies together, tied for the four future beneficial to the people's livelihood the big pillar of science and technology, and using genetic engineering technology to develop new biological drugs is the most active and rapidly developing field. From the United States in 1982 Lilly's first recombinant human insulin on the market, marking the birth of the world's first gene engineering medicine. Genetic engineering pharmaceutical as an emerging industry has received great support from governments the countries are actively research and development of various genetic engineering drugs, and achieved fruitful results. In this paper, through the development of gene engineering medicine, research and Application Research progress is reviewed in this paper. 关键词 基因工程、生物药物、研究进展、应用 Genetic engineering、biological medicine、research progress,、application