基因操作和蛋白质工程技术专题立项指引-国家科技部
生物技术与生物制药

十三个专题
101-01 转基因植物; 101-02 分子标记技术在农作物育种中的应用 101-03 农业重组微生物; 101-04 植物生物技术的应用基础研究; 101-05 动物生物技术; 101-06 农用基因工程生物的中试开发; 102-07 重组疫苗; 102-08 基因工程药物; 102-09 抗体工程; 102-10 人类重大疾病基因分离、克隆、结构和功能研究; 102-11 医药新技术、新方法研究; 102-12 医药生物技术产品的中试开发;
生物技术与生物制药
2008年诺贝尔化学奖
08年诺贝尔化学奖得主是三名美国人,以奖励他们在发现和发 展绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)上的贡献。 他们分别是
日裔科学家下村修(Osamu Shimomura),Martin Chalfie和华裔科 学家钱永健(Roger Y. Tsien)。
-T-T-G-G -C-C-T-A-
A-T之间形成2个氢键
C-G之间形成3个氢键
DNA的半保留复制
随后又提出了DNA复制假说:在DNA复 制过程中,双螺旋DNA的两条链相分离, 并分别以每条DNA链作为模板,利用细 胞中的脱氧核糖核苷酸,按照碱基互补 的原则合成另一条子链DNA,从而形成 结构完全相同的两个DNA双螺旋分子。
AAGHVLHHAL
120 GNGDFNVFTR MSADISCTLG CLNSTHEVAT LIDNAIRECW IRSRPVYISL PTDMVTKKIE 118 GNGDFTVFHR MSANISETTA MITDIATAPA EIDRCIRTTY VTQRPVYLGL PANLVDLNVP 117 GKTDYHYQLE MAKNITAAAE AIYTPEEAPA KIDHVIKTAL REKKPVYLEI ACNIASMPCA
4.2基因工程及其延伸技术应用广泛课件2023-2024学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

不需要严格灭菌, 需严格灭菌,严格控制 生产条件 温度等外界条件 工程菌所需的温度、pH、
对其影响不大 营养物质等外界条件
药物提取
从动物的乳汁中 提取
从微生物细胞或代谢物 中提取
考向1 基因工程的实践应用 [典例1] (2023·嘉兴月考)下列关于基因工程技术应用 的叙述中,错误的是( ) A.基因工程技术可定向改良农作物的某些品质 B.利用细菌代谢旺盛的特点生产基因工程药物 C.运用基因工程技术让牛合成并分泌人类抗体
做出很大的贡献。 2.基因测序技术不断发展,不仅 速度 越来越快,而且
成本 也越来越低。
3.多个国家和机构建立了庞大的 生物信息数据库 。 (1)数据库信息不仅通过互联网共享,还定期交换数据进 行更新。 (2)现在通过访问 互联网 ,任何人都可以方便地检索 出需要的信息。 (3)科学家也能通过比对 核酸 或 蛋白质 的序列重新审 视生命进化的历程,深度解码个人的遗传信息。
基因结构 人类基因的结构基 构与人类基因的结构有
本相同
较大差异
细菌细胞内没有内质网、
基因表达
合成的药物蛋白与 天然蛋白质相同
高尔基体等具膜结构的 细胞器,产生的药物蛋白 可能没有活性,需要进一
步加工获得活性
受体细胞 动物的受精卵
微生物细胞
导入目的 基因的 方式
显微注射法
CaCl2处理,制备感受态 细胞
备注
临床 应用 阶段
向有基因缺 陷的细胞中 基 引入正常功 因 能的基因,以 治 纠正或补偿 疗 基因的缺陷, 从而达到治 疗的目的
仅处于初 期临床实 验阶段,仍 有许多问 题和困难 制约该技 术的发展
2.乳腺生物反应器与工程菌比较
比较项目 乳腺生物反应器
基因工程和蛋白质工程课件

基因重组技术
分子杂交
利用DNA分子的变性、复性和杂交的特性,将不同来源的DNA分 子进行杂交,以获得所需的重组DNA分子。
聚合酶链式反应(PCR)
一种在体外扩增DNA分子的技术,通过特定的引物和DNA聚合酶 ,在DNA模板上进行半保留性复制,获得大量的DNA分子。
基因装配
将通过分子杂交和PCR等技术获得的DNA片段进行组装,构建完 整的基因表达载体。
01
发展速度快
02
突破不断
03
前景广阔
基因工程和蛋白质工程技术近年来得 到了快速发展,涉及的研究领域不断 扩大,技术手段日益丰富。
随着技术的进步,基因工程和蛋白质 工程在突破一个个科学难题,解决了 一些长期困扰人们的难题,如某些疾 病的治疗和预防等。
基因工程和蛋白质工程技术的发展前 景非常广阔,未来有望在各个领域发 挥重要作用,如生物医药、农业、环 保等。
蛋白质工程的应用领域
医药领域
蛋白质工程在医药领域的应用主 要包括新药研发、疾病诊断和治 疗等。例如,通过蛋白质工程技 术,可以设计和优化药物分子, 提高药物的疗效和降低副作用。
农业领域
蛋白质工程在农业领域的应用主 要包括作物改良、动物育种和疫 苗研发等。例如,通过蛋白质工 程技术,可以改善作物的抗逆性 、提高产量和优化品质。
离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等。
蛋白质表达量的影响因素
基因拷贝数、转录和翻译的效率等。
蛋白质修饰与改造
蛋白质修饰类型:磷 酸化、糖基化、羟基 化等。
修饰与改造对蛋白质 功能的影响:调节蛋 白质活性、稳定性等 。
蛋白质改造方法:定 点突变、基因敲除、 基因融合等。
蛋白质结构解析与设计
蛋白质结构类型
2017_2018年高中生物第一章基因工程和蛋白质工程微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结学案

微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结1.基因工程是分子水平上的生物工程,其原理是基因重组。
2.基因工程的基本工具是限制性内切酶、DNA连接酶和运载体,其中前两种工具是蛋白类的酶。
3.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
其中,目的基因的获取中构建基因文库实际上涉及基因工程的全过程。
cDNA 文库只是部分基因文库的一种,cDNA文库中的目的基因通过反转录法人工合成,无启动子和内含子。
PCR技术中解旋不用解旋酶。
构建基因表达载体时,一般用同种限制性内切酶剪切目的基因和载体,再用DNA连接酶连接。
目的基因的检测与鉴定中有分子水平检测和个体水平鉴定,其中检测目的基因是否导入受体细胞、是否转录出mRNA、是否翻译成蛋白质都属于分子水平检测。
1.据图所示,有关工具酶功能的叙述错误的是( )A.限制性内切酶可以切断a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.DNA连接酶可以连接c处【解析】限制性内切酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键,如图a处。
DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上,形成磷酸二酯键,因此,DNA聚合酶可以连接a处。
解旋酶解开碱基对之间的氢键,即使b处解开。
DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖,形成磷酸二酯键,如a处,而图示的c 处连接的是同一个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖。
【答案】 D2.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。
下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白【解析】目的基因的表达是指在受体细胞中产生了目的基因所控制合成的蛋白质。
在受体细胞中检测到目的基因或其转录产物RNA,并不能表明目的基因已经成功表达。
分子医学医学分子生物学

分子医学领域学术期刊
• Molecular Medicine • Journal of Cellular and Molecular
Medicine • International Journal of Molecular
Medicine • Trends in Molecular Medicine • Current Molecular Medicine • Methods in Molecular Medicine • ……
前沿技术: 1.生物技术
〔1〕靶标发现技术 〔2〕动植物品种与药物分子设计技术 〔3〕基因操作和蛋白质工程技术 〔4〕基于干细胞的人体组织工程技术 〔5〕新一代工业生物技术
国家中长期科学和技术开展规划纲要
根底研究: 2.科学前沿问题 〔1〕生命过程的定量研究和系统整合 〔7〕脑科学与认知科学 3.面向国家重大战略需求的根底研究 〔1〕人类安康与疾病的生物学根底 4.重大科学研究方案 〔1〕蛋白质研究 〔2〕量子调控研究 〔3〕纳米研究 〔4〕发育与生殖研究 〔5〕干细胞研究
基因工程技术的建立
➢ 1985年Cetus公司Mullis等创造聚合酶链式反响〔PCR〕 ➢ 1972年Berg等将SV-40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外 ➢ 重组成功,获得了新的重组DNA分子,并成功转化大肠杆 ➢ 菌,打破了种属界限。 ➢ 1973年,Cohen和Boyer获得美国首个DNA重组技术专利
约30Mb的测序任务。 重要事件:2000年6月28日人类基因组工作草图完成
2003年4月14日, 人类基因组序列图绘制成功 2004年10月,人类基因组完成图公布 2005年3月,人类X染色体测序工作根本完成
分子生物学的里程碑
人类基因组方案(human genome project, HGP)
蛋白质工程与基因工程的联系

蛋白质工程与基因工程的联系蛋白质工程和基因工程都是现代生物技术的重要组成部分,它们之间存在密切的联系。
以下从基因编码、基因表达、基因调控、目标产物和技术手段等方面阐述二者的关联。
1. 基因编码在基因工程中,首先需要将目的基因进行编码,这一过程主要依赖于DNA的碱基序列,即基因编码。
基因编码的准确性直接影响到后续的基因表达和蛋白质产物的质量。
而在蛋白质工程中,虽然主要目标是改造蛋白质的结构和性质,但这一目标的实现同样需要在基因编码层面对DNA序列进行操作。
因此,基因编码是蛋白质工程和基因工程的重要交汇点。
2. 基因表达基因表达是基因工程和蛋白质工程中的另一个共同关注点。
在基因工程中,通过操作基因表达来控制目标产物的合成。
而在蛋白质工程中,对蛋白质结构的改造往往需要通过改变基因表达来实现。
这包括对转录和翻译过程的调控,以及对翻译后修饰的干预。
因此,对基因表达的调控能力是蛋白质工程和基因工程的关键能力之一。
3. 基因调控基因调控是生物体内的一种复杂机制,它涉及到一系列的基因相互作用和环境响应。
在基因工程中,理解并利用基因调控是实现目标产物高效合成的重要手段。
而在蛋白质工程中,为了实现对蛋白质结构和性质的改造,也需要深入理解相关的基因调控机制,以便通过操作这些机制来实现对蛋白质的改造。
因此,对基因调控的理解和应用是蛋白质工程和基因工程的共同基础。
4. 目标产物无论是基因工程还是蛋白质工程,它们的目标产物都是生物分子。
在基因工程中,目标产物通常是DNA或RNA分子,这些分子可以编码特定的蛋白质或调控因子。
而在蛋白质工程中,目标产物则是经过改造的蛋白质分子,这些分子可能具有新的功能或性质。
因此,尽管两种技术的操作对象和手段不同,但它们的目标产物具有相似性。
5. 技术手段最后,在技术手段上,基因工程和蛋白质工程也有许多相似之处。
例如,两者都涉及到分子克隆、载体构建、转化和筛选等技术。
此外,随着技术的发展,两者在技术手段上也有交叉和融合,例如在基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)的应用上,既可以用在基因工程中对基因进行精确编辑,也可以用在蛋白质工程中对蛋白质进行点突变等操作。
2024年度交叉科学部重大项目立项领域建议

2024年度交叉科学部重大项目立项领域建议【2024年度交叉科学部重大项目立项领域建议】序言:在快速发展和变革的世界中,交叉科学在推动社会进步和解决复杂问题方面起到了关键作用。
作为未来科学的重要方向之一,交叉科学的研究与应用已经引起了广泛关注。
为了进一步推动交叉科学的发展,2024年度交叉科学部重大项目立项领域需得到精心选择和筹划。
本文将对当前交叉科学的热点领域进行综合评估,并根据各领域的优势和挑战,提出了2024年度交叉科学部重大项目立项领域建议。
一、人工智能与生命科学当前,人工智能技术在生命科学领域的应用正不断拓展,为解决复杂的生物学难题提供了新的思路和方法。
人工智能可以帮助生物学家进行大规模基因分析,预测蛋白质结构和功能,研究疾病发生机制等。
人工智能还能够辅助医学诊断和药物研发,提高疾病防控水平。
然而,人工智能在生命科学领域的应用也面临诸多挑战,如数据质量和隐私保护问题。
建议在2024年度的重大项目中加大对人工智能与生命科学的研究和应用支持,提高我国在该领域的科学创新能力。
二、新能源与材料科学随着能源消耗和环境问题的日益突出,新能源与材料科学成为了全球关注的焦点领域。
新能源技术的发展将直接关系到人类的可持续发展和能源安全问题。
材料科学的进步也为新能源技术提供了重要支撑。
在新能源与材料科学领域,还存在许多未解决的难题,如高效材料的设计和合成、能源转换和储存等。
建议在2024年度的重大项目中加大对新能源与材料科学的研究和创新,推动我国能源技术的突破和转型。
三、量子科学与信息技术量子科学与信息技术是当前科学研究的热点领域,也是未来科学和技术发展的重要方向。
量子计算、量子通信和量子模拟等领域的研究将导致信息技术的飞跃性发展。
然而,量子科学与信息技术的研究仍面临着巨大的挑战,如量子纠错、量子比特稳定性等问题。
建议在2024年度的重大项目中加大对量子科学与信息技术的研究和支持力度,推动我国在该领域的科研水平提升和技术创新。
第48讲 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题

第48讲基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题课标内容(1)举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
(2)概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。
(3)举例说明依据人类需要对原蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
(4)探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。
(5)举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害。
考点一基因工程的应用1.乳腺生物反应器乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白,而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白,其优点是不受动物的性别、生长发育时期的限制,提取简单高效。
2.利用基因工程菌生产药物【情境推理·探究】1.野外种植转基因抗A害虫植物的同时,还种植一定量的同种不抗虫植物,可降低抗性害虫在整个害虫种群中所占比例的增加速率。
试分析其中的原因。
提示种植一定量的同种不抗虫植物,对抗性害虫的选择作用减弱。
2.人的胰岛素基因导入大肠杆菌后不能正确表达出胰岛素,其原因是_____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。
提示真核细胞的基因结构不同于原核细胞,其转录出的mRNA需加工后才能作为翻译的模板,细菌中不存在此机制考向结合基因工程的应用,考查社会责任1.(2023·福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶,可治疗有机磷中毒。
下列叙述错误的是()A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶答案 C解析要得到转基因山羊乳腺生物反应器,在构建基因表达载体时需要乳腺中特异表达的基因的启动子,使目的基因只在乳腺细胞中表达,A正确;通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵,C错误;山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体,可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶,D正确。
蛋白质工程专项项目眼光展望推进

蛋白质工程专项项目眼光展望推进随着现代生物学和生物技术的发展,蛋白质工程已经成为解决许多生物医学和工业领域中的问题的关键技术。
蛋白质工程专项项目的眼光展望与推进是十分重要的,它涉及到了该领域的未来发展方向、关键技术的研究、技术的应用和创新发展等方面。
1. 未来发展方向蛋白质工程作为一项重要的生物技术,将引领未来生物医学和生物工业的发展。
在未来,蛋白质工程将致力于开发更加高效、精准的蛋白质合成、修饰和功能设计方法。
例如,基因编辑和蛋白表达系统的改进将为蛋白质工程提供更好的基础设施。
此外,结合人工智能和机器学习的方法,可以加速蛋白质结构预测和功能优化,为蛋白质工程的进一步发展提供技术支持。
2. 关键技术研究蛋白质工程项目需要深入研究和应用一系列关键技术,以实现对目标蛋白质的改造和功能优化。
首先,基因工程技术是蛋白质工程的核心技术之一,它可以通过改变目标蛋白质的基因序列,实现蛋白质的生物合成和表达。
其次,蛋白结构预测和模拟技术能够帮助研究人员理解蛋白质的结构和功能,并根据需要进行优化和设计。
此外,高通量筛选技术、亲和力学技术和蛋白质交联技术等,也是蛋白质工程中关键的技术方法。
3. 技术应用和创新发展蛋白质工程在医学和工业领域有着广泛的应用前景。
在医学领域,蛋白质工程可以用于制造新型的药物、生物标记物和诊断试剂。
通过改变蛋白质的结构和功能,可以提高药物的效力,降低副作用,并开发出更加精准的个性化治疗方法。
在工业领域,蛋白质工程可以应用于食品生产、生物燃料生产和酶制剂等方面,提高生产效率、降低生产成本,并减少对环境的影响。
此外,在蛋白质工程专项项目的眼光展望和推进中,还需要关注以下问题:4. 安全和伦理问题蛋白质工程的发展必须与安全和伦理进行平衡。
在进行蛋白质的修改和优化时,需要仔细评估其安全性,并确保其对人体和环境的影响可控和可预测。
此外,应该遵循伦理规范,确保蛋白质工程技术的应用不违背道德原则,并为公众利益提供最大的保障。
《蛋白质工程》课件

生物医学
蛋白质工程可用于研究 和治疗疾病,例如设计 和优化抗体、酶和细胞
因子等。
农业与食品工业
蛋白质工程可用于改良 农作物和食品品质,提
高产量和营养价值。
环保与能源领域
蛋白质工程可用于设计 和优化微生物,以实现 废物处理、生物燃料生
产等目标。
CHAPTER 02
蛋白质的结构与功能
蛋白质的一级结构
重要性
功能域和活性位点是理解蛋白质功能的关键,对蛋白质工程和药物 设计具有重要意义。
影响因素
功能域和活性位点的形成受一级结构、二级结构和高级结构的影响 ,同时与蛋白质与其他分子的相互作用有关。
CHAPTER 03
蛋白质工程的遗传操作
基因突变技术
随机突变
01
通过化学诱变、物理诱变等方法在基因序列中引入随机突变,
定义
蛋白质的二级结构是指局部主链的折叠方式,常见的二级结构包括 α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等。
重要性
二级结构是构成蛋白质三级结构的重要基础,对蛋白质的功能具有 重要影响。
影响因素
二级结构的形成受一级结构的影响,同时与蛋白质所处的环境条件有 关。
蛋白质的高级结构
定义
蛋白质的高级结构是指整条肽链 中不同二级结构的组合方式,包 括蛋白质的构象、亚基聚合方式 以及与其他分子间的相互作用等
通路分析
通过分析蛋白质在生物体内的相互作用网络,揭示其在信号转导、代谢等通路中的作用,为药物研发 和疾病治疗提供靶点。
CHAPTER 05
蛋白质工程的实验技术
蛋白质的分离与纯化
蛋白质的分离与纯化是蛋白质工程实 验技术的关键步骤之一,其目的是将 目标蛋白质从复杂的生物样本中分离 出来,并提高其纯度。
蛋白质工程详细介绍蛋白质工程的方法和应用

蛋白质工程详细介绍蛋白质工程的方法和应用蛋白质工程详细介绍蛋白质工程是一种利用分子生物学和蛋白质化学的方法,对蛋白质进行定向的修饰和改造,以获得理想的蛋白质产物。
它的发展为生物药物研发和产业化提供了重要的技术支持,也为基因工程、农业生物技术等领域的发展带来了巨大的机遇。
本文将详细介绍蛋白质工程的方法和应用。
一、蛋白质工程的方法蛋白质工程的方法包括:1. 重组蛋白质表达系统:通过将目标蛋白质基因导入到适当的宿主细胞中,利用细胞的代谢途径合成目标蛋白质。
2. DNA重组技术:改变目标蛋白质的基因序列,以改变其结构和功能。
3. 非天然氨基酸插入:在蛋白质序列中插入非天然的氨基酸,改变蛋白质的性质。
4. 点突变:通过改变蛋白质特定氨基酸的编码,改变蛋白质的结构和功能。
5. 蛋白质折叠机理研究:通过研究蛋白质的二级、三级结构以及其折叠机理,为蛋白质工程提供理论基础。
二、蛋白质工程的应用蛋白质工程在许多领域有着广泛的应用,下面将介绍其中几个主要方面。
1. 生物药物蛋白质工程为生物药物的研发和产业化提供了关键技术。
通过工程改造,可以改善生物药物的稳定性、生物活性和药效持续时间等性质,提高其疗效和安全性。
蛋白质工程还可以生产重组蛋白、抗体和疫苗等生物药物,为疾病治疗提供新的手段。
2. 农业生物技术蛋白质工程在农业生物技术领域的应用主要包括转基因植物和转基因动物的产生。
通过引入外源基因,可以使植物和动物表达陌生蛋白,以改善农业产量、品质和抗逆性等特性。
蛋白质工程还可以改善植物和动物的饲料价值,提高畜禽养殖的效益。
3. 工业酶蛋白质工程在酶工业生产中有着重要的应用。
通过工程修饰,可以提高酶的催化效率、热稳定性和耐受性,从而降低生产成本,提高工业酶的使用效果。
蛋白质工程还可以创造新的工业酶,满足不同生产过程中对酶的需求。
4. 蛋白质结构与功能研究蛋白质工程在研究蛋白质结构和功能方面起到至关重要的作用。
通过蛋白质工程技术,可以合成具有特定功能的人工蛋白,深入研究蛋白质的结构与功能之间的关系。
《蛋白质工程的原理和应用》 作业设计方案

《蛋白质工程的原理和应用》作业设计方案一、作业目标1、使学生深入理解蛋白质工程的基本原理,包括蛋白质的结构与功能关系、基因工程技术在蛋白质工程中的应用等。
2、培养学生运用蛋白质工程原理分析和解决实际问题的能力。
3、增强学生对生物技术领域最新进展的关注,激发学生对科学研究的兴趣。
二、作业内容1、基础知识回顾(1)要求学生复习蛋白质的化学组成、结构层次(一级、二级、三级、四级结构)以及结构与功能的关系。
(2)回顾基因工程的基本操作步骤,如目的基因的获取、基因载体的构建、重组 DNA 分子的导入和筛选等。
2、案例分析(1)提供几个蛋白质工程成功应用的案例,如通过蛋白质工程改良胰岛素的性质、设计具有特定功能的工业酶等。
要求学生分析在这些案例中,蛋白质工程是如何发挥作用的,包括对蛋白质结构的改造、基因的修饰和表达等方面。
(2)让学生对比传统蛋白质改造方法(如化学修饰、物理诱变等)与蛋白质工程的优劣,探讨蛋白质工程在精准性、效率和创新性方面的特点。
3、设计实践(1)给定一个具体的蛋白质(如某种蛋白酶),要求学生根据其功能需求,提出可能的蛋白质工程改造方案。
包括确定改造的目标位点、设计新的氨基酸序列、预测改造后的蛋白质结构和功能变化等。
(2)让学生以小组为单位,选择一种感兴趣的蛋白质(如抗体、血红蛋白等),利用网络资源和图书馆资料,调研其在蛋白质工程领域的研究进展,并制作一份 PPT 进行展示和汇报。
4、拓展阅读与讨论(1)推荐学生阅读相关的科研文献或科普文章,了解蛋白质工程在医药、农业、工业等领域的最新应用和发展趋势。
(2)组织学生在线上或线下进行讨论,分享自己对蛋白质工程未来发展的看法和展望,以及可能面临的挑战和解决方案。
三、作业形式1、书面作业(1)完成基础知识的简答题和案例分析题,要求逻辑清晰、表述准确。
(2)提交蛋白质改造方案的设计报告,包括设计思路、预期效果和可能存在的问题等。
2、实践作业(1)小组合作完成 PPT 制作,并进行课堂展示和讲解。
国家自然科学基金委 化学科学部重大项目指南

国家自然科学基金委化学科学部重大项目指南
国家自然科学基金委员会化学科学部是负责支持和推动我国化学科学研究的专门部门。
重大项目是该部门的一类重点支持项目,旨在推动我国化学科学领域的前沿研究和创新。
以下是国家自然科学基金委员会化学科学部重大项目的主要指南:
1. 项目范围:化学科学领域的基础研究、前沿探索和创新性成果。
重点支持具有重大科学意义和创新性的研究项目,包括基础理论研究、应用基础研究、交叉学科研究和高技术领域研究等。
2. 项目类型:可以是课题组合项目,也可以是单个独立项目。
组合项目需要由项目负责人牵头组织,负责主持整体项目,并协调各个子课题的研究进展。
3. 项目期限:一般为3-5年,根据具体研究任务的复杂程度和科研进展的需要来确定。
4. 项目经费:根据项目的科研任务、规模和团队成员等因素综合评估,经费支持相对较高,可以满足项目的科研需求。
5. 项目申报流程:具体申报流程根据国家自然科学基金委员会的相关规定执行,一般包括项目立项申请、中期检查、结题报告等环节。
6. 申报条件:项目负责人应具有较高的科学研究水平和创新能力,并具备相关研究方向的经验和理论基础。
同时,项目组成
员应具备相应的科研能力和团队合作精神。
7. 项目评审:项目申报经过专家评审和学术委员会评审等环节,评选出具有重大科学意义和创新性的优秀项目。
8. 项目进展和管理:项目负责人需按照项目计划和科研任务进行实施和管理,及时向国家自然科学基金委员会提交中期和结题报告,确保项目进展顺利和科研成果的产出。
以上是国家自然科学基金委员会化学科学部重大项目的主要指南,具体申报和管理细则可根据该部门的相关规定执行。
科研基金的种类、来源、申报

与生物医学研究相关的生命科学部下设10个科学 处,19个学科,资助生物学、农业科学和医学三 大领域的基础研究,约占全部资助金额的35%。
一人类健康与疾病的生物学基础一人类健康与疾病的生物学基础基因组学和功能基因组学基因组学和功能基因组学蛋白质研究蛋白质研究生命过程的定量研究和系统整合生命过程的定量研究和系统整合二重大传染病防控和重大非传染二重大传染病防控和重大非传染疾病防治与诊疗的基础研究疾病防治与诊疗的基础研究艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治心脑血管病肿瘤等重大非传染疾病防治心脑血管病肿瘤等重大非传染疾病防治三生殖与发育的基础研究三生殖与发育的基础研究干细胞增殖分化和调控干细胞增殖分化和调控生殖细胞发生成熟与受精胚胎发育的生殖细胞发生成熟与受精胚胎发育的调控机制调控机制体细胞去分化和动物克隆机理体细胞去分化和动物克隆机理人体生殖功能的衰退与退行性病变的机制人体生殖功能的衰退与退行性病变的机制四脑科学与认知科学研究四脑科学与认知科学研究脑功能的细胞和分子机理脑功能的细胞和分子机理脑重大疾病的发生发展机理脑重大疾病的发生发展机理脑发育可塑性与人类智力的关系脑发育可塑性与人类智力的关系学习记忆和思维等脑高级认知功能的过程学习记忆和思维等脑高级认知功能的过程及其神经基础及其神经基础五环境有害物质对健康影响与生五环境有害物质对健康影响与生物安全研究物安全研究空气污染对健康影响的研究空气污染对健康影响的研究饮水现状及其健康影响研究饮水现状及其健康影响研究地方性砷中毒和环境中主要重金属污染对地方性砷中毒和环境中主要重金属污染对人群健康危害及防治技术的研究人群健康危害及防治技术的研究环境激素对健康影响的研究环境激素对健康影响的研究职业环境因素健康危害的防治研究职业环境因素健康危害的防治研究生物安全生物安全六中医理论与中药现代化六中医理论与中药现代化基础研究基础研究发展中医理论发展中医理论提高中医防治重大疾病的临床疗效提高中医防治重大疾病的临床疗效深化中药研究深化中药研究七新药创制的研究七新药创制的研究主要针对恶性肿瘤心脑血管疾病神经退行性主要针对恶性肿瘤心脑血管疾病神经退行性疾病糖尿病精神性疾病自身免疫性疾病疾病糖尿病精神性疾病自身免疫性疾病耐药性病原菌感染肺结核病毒感染性疾病等耐药性病原菌感染肺结核病毒感染性疾病等1010类种严重危害人民健康的重大疾病自主类种严重危害人民健康的重大疾病自主研制一批化学药物现代中药和生物技术新药
国家自然科学基金委 化学科学部重大项目指南

国家自然科学基金委化学科学部重大项目指南国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)化学科学部重大项目指南,是为了推动我国化学科学研究的发展,促进科学技术创新而设立的。
重大项目是基金委下属的一项重点资助项目,致力于支持高水平、有突破性和创新性的科学研究,推动科学的前沿和发展。
本指南旨在规范重大项目的申报、评审和管理,保证科研资金的有效利用和科研成果的产出。
重大项目指南要求申请人必须是在我国从事科学研究的正式职工,具备博士学位,并具备一定的科研实力和经验。
同时,申请人需要具备团队合作精神,能够组建一支具有较强研究实力的团队。
这样可以有效保证项目的质量和成果的产出。
重大项目指南明确了项目的资助范围和内容。
在资助范围上,基金委重大项目主要支持那些涉及我国国家发展战略需求和行业创新的重大科研项目。
在资助内容上,基金委重大项目主要支持基础研究、应用基础研究和前沿技术研究等领域,推动我国科学技术的进步。
重大项目指南还强调了项目的创新性和重要性。
申请人需要明确项目的创新点和研究目标,并能够清晰地阐述项目对学科的重大贡献。
此外,项目申请人还需要提供自己领衔或参与的其他科研项目和成果,以证明其在相关领域的研究实力。
评审过程是重大项目指南中的一个关键环节。
基金委将组织专家对申请的项目进行评审,评审标准包括项目的学术水平、创新性、实施方案和团队实力等方面。
评审结果将主要决定项目是否获得资助,以及资助金额的多少。
申请人需要根据评审意见对自己的项目进行修改和完善,以提高申请成功的几率。
重大项目指南还明确了项目的管理要求和经费使用规范。
基金委将对获得资助的项目进行管理和监督,确保项目按照申请书中的内容和计划进行实施,并在项目结束后提交相应的成果报告。
所获得的科研经费需要按照基金委的相关规定进行使用和报销,以保障科研经费的合理使用和项目成果的合理利用。
综上所述,国家自然科学基金委化学科学部重大项目指南旨在推动我国化学科学研究的发展,规范重大项目的申报、评审和管理工作。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》解读

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》解读2006年2月9日,国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,这个纲要立足国情,面向世界,以增强自主创新能力为主线,以建设创新型国家为奋斗目标,对我国未来15年科学和技术发展作出了全面规划和部署,是新时期指导我国科学和技术发展的纲领性文件。
这不仅是科技界的大事,也是全国人民社会生活的大事.为了让全所科技人员能够更多地了解这个规划纲要的相关信息,特整理做专题解读.问:纲要确定了那些发展目标?答:规划纲要共分为十个部分,分别是序言,指导方针、发展目标和总体部署,重点领域及其优先主题,重大专项,前沿技术,基础研究,科技体制改革与国家创新体系建设,若干重要政策和措施,科技投入与科技基础条件平台。
问:国家四大重大科研研究计划是什么?答:根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求,选择能引领未来发展,对科学和技术发展有很强带动作用,可促进我国持续创新能力迅速提升,同时具有优秀创新团队的研究方向,重点部署四项重大科学研究计划.这些方向的突破,可以显著提升我国的国际竞争力,大力促进可持续发展,实现重点跨越。
这四个重大科学研究计划是:蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究。
问:五大人才建设目标是什么?答:(1)加快培养造就一批具有世界前沿水平的高级专家(2)充分发挥教育在创新人才培养中的重要作用(3)支持企业培养和吸引科技人才(4)加大吸引留学和海外高层次人才工作力度(5)构建有利于创新人才成长的文化环境问:规划纲要中确定的11个重点领域是什么?答:重点领域是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展,为科技提供支撑的产业和行业。
1.能源2.水和矿产资源3.环境4.农业5.制造业6.交通运输业7.信息产业及现代服务业8.人口与健康9.城镇化与城市发展10.公共安全11.国防问:规划纲要确定的68项有限主题如下:答:优先主题是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好,近期能够突破的技术群。
2024 年度生命健康专项申报指南

2024 年度生命健康专项申报指南尊敬的申报单位:为推动我国生命健康事业的快速发展,促进生命科学与医学研究的创新与突破,经国家科技部批准,特制定本申报指南,旨在引导各申报单位申报2024年度生命健康专项。
请申报单位按照以下要求进行申报:一、申报范围本专项针对生命科学与医学领域的前沿研究项目,鼓励申报与生命健康密切相关的基础研究、应用研究和技术创新等项目。
具体可包括但不限于以下方向:1.生物医学及药物研发:包括生物医学工程、药物设计、新药研发与评价等项目。
2.基因组学与遗传学研究:包括基因功能研究、遗传变异与疾病关联研究等项目。
3.分子生物学与细胞生物学研究:包括细胞信号转导、蛋白质结构与功能、细胞生命周期等项目。
4.医学影像与诊断技术研究:包括医学成像技术、诊断辅助技术等项目。
5.基于人工智能的医疗创新及应用:包括医疗大数据分析、人工智能诊疗决策支持等项目。
6.生命健康领域新兴技术与方法研究:包括微纳技术、高通量筛选等项目。
7.生物医学工程及辅助器具研究:包括医疗器械设计与制造、假肢与假体等项目。
二、申报要求1.申报单位应为我国合法注册的科研机构、高等院校、医院或企事业单位,具有固定的研究条件和研究人员。
2.申报单位应有良好的科研基础和研究实力,具备承担所申报项目的能力。
3.申报项目应具有明确的研究对象、目标和创新点,具备科学性和可行性。
4.申报项目研究计划应具体而全面,包括研究内容、研究方法、研究进度等。
5.申报项目应具备一定的创新性和前瞻性,具备推动相关领域科学发展和应用推广的潜力。
三、申报材料1.申报书:申报书应包括项目的基本信息、研究背景与意义、研究内容与方案、预期成果与应用前景等。
2.申报单位资质:包括申报单位的组织机构代码证、法人营业执照等相关证照复印件。
3.研究团队简介:团队成员、学术背景、研究经历等。
4.研究计划:具体描述项目的研究内容、研究方法、预期结果等。
5.近期研究成果:申报单位近期取得的与所申报项目相关的研究成果。
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863计划生物和医药技术领域2006年度专题课题申请指南前言“十一五”期间,依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》、《国家“十一五”科学技术发展规划》和《863计划“十一五”发展纲要》,863计划生物和医药技术领域将围绕医药卫生、工业发酵、环境治理、资源开发和生物安全等国民经济和社会发展中若干关键技术领域的重大技术需求,坚持“发展高技术、实现产业化”的指导方针,遵循生物技术自身的发展规律,加强自主创新、集成创新和消化吸收再创新,建立起较为完善的国家生物医药产业技术创新体系,为使我国生物医药技术在国际竞争中占据有利位置奠定坚实基础。
863计划生物和医药技术领域总体目标是:突破若干前沿技术,建立和完善具有中国特色的生物技术创新体系,全面提升我国生物技术的整体竞争力;以重大疾病为重点,加强生物技术与临床资源的系统集成,攻克若干重大疾病预防和诊治的关键技术;以医药和工业发酵为突破口,强化生物技术向产业的应用辐射,支撑和引领生物产业的快速发展。
按照以上总体考虑,863计划生物和医药技术领域将在项目和专题两个层次进行部署,设置“基因操作和蛋白质工程技术”、“新一代工业生物技术”、“生物信息与生物计算技术”和“现代医学技术”四个专题。
专题将分年度公开发布课题申请指南,以下为本领域2006年度专题课题申请指南。
专题一、基因操作和蛋白质工程技术专题一、指南说明本专题针对基因操作和蛋白质工程技术的国际前沿发展趋势和重点,围绕我国人口健康、食物安全、生态安全、资源开发、环境保护等方面的重大需求,充分发掘和利用我国丰富的生物遗传资源,发挥我国在基因组、蛋白质组等方面的优势,突破一批基因操作和蛋白质工程的核心技术,获得一批具有自主知识产权和重大应用前景的功能基因、蛋白及技术专利,使我国基因操作和蛋白质工程技术及应用水平接近或达到世界先进水平,全面提升我国生物技术的原始创新能力和集成创新能力,推动我国生物产业的跨越发展,使我国生物技术研究与产业在激烈的国际竞争中赢得主动和优势。
课题设置突出技术的前瞻性、原创性和集成创新性,强调前期工作基础及研究内容的延续性,鼓励技术发展与产品开发的紧密结合。
此次发布的是本专题2006年度课题申请指南,年度经费预算为7000万元。
拟支持的课题分两类,一类是探索导向类课题,拟对基因操作关键技术、蛋白质工程关键技术、小RNA关键技术、染色体操作与基因定位整合关键技术等研究方向进行支持,课题支持强度为100万元以下,课题支持年限为3年;一类是目标导向类课题,拟对人类重要功能基因发掘与利用技术、微生物重要功能基因发掘与利用技术等研究方向进行支持,课题支持强度为500万元以下,课题支持年限为3年。
二、指南内容(一)探索导向类课题1.基因操作关键技术本方向的主要研究内容包括:研究开发高效、高通量和大规模基因表达分析和检测技术,快速、低成本、高通量的改良测序技术,基因的干扰和沉默技术,SNP发现与鉴定技术,基因组水平非随机表达文库的构建及表达技术,低丰度表达基因和选择剪切表达产物检测技术,具有重要功能的非编码序列检测分析技术,基因组定向诱导突变检测技术(Tilling)及自然种群目标基因的等位基因检测技术(Eco-tilling),遗传修饰动物模型和疾病动物模型构建技术等。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
2.蛋白质工程关键技术本方向的主要研究内容包括:高效、稳定、安全、易纯化的蛋白质表达系统及相关技术研究,蛋白质及多肽的鉴定、功能分析和结构解析技术、蛋白质修饰及改构技术研究;糖链结构和构像分析技术、糖链的生物与化学高效合成等技术研究;重要生理功能或有应用前景的复杂分子网络调控及网络调控节点的识别、筛选等技术研究。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
3.小RNA(small RNA)关键技术本方向的主要研究内容包括:从人类、动植物和微生物基因组中发现、筛选和鉴定重要功能小RNA以及小RNA作用靶标,大规模、高效生物表达或化学合成低毒/无毒小RNA技术研究;小RNA药物给药载体的关键技术,与重大疾病或重要农艺性状、工业应用相关的小RNA功效验证等技术研究。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
4.染色体操作与基因定位整合关键技术本方向的主要研究内容包括:DNA修饰检测和序列鉴定技术,重要基因分布频率鉴定技术,DNA-蛋白质复合物分离与鉴定技术,基因定点整合或置换技术,人工染色体技术,细胞器基因改造技术等。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
(二)目标导向类课题5.人类重要功能基因发掘与利用技术研究目标:获得一批具有自主知识产权的人类重要遗传疾病相关基因、重大疾病的易感基因以及具有重要生理功能的基因,并为疾病诊断和治疗,以及药物、疫苗和靶点的开发提供基因基础和机理基础。
主要研究内容:识别、鉴定、克隆人类重大疾病相关基因和重要遗传疾病的易感或致病基因,发掘具有重要生理活性的功能基因;鉴定和揭示具有重要功能基因的作用模式及调控机制;识别和鉴定疾病风险预测及诊断的标志物,重要人类遗传资源的收集、保存和利用等。
本方向2006年拟安排经费2000万元。
6.微生物重要功能基因发掘与利用技术研究目标:利用我国丰富的微生物遗传资源,获得一批具有良好应用前景和自主知识产权的微生物功能基因,鉴定和克隆一批微生物重要经济性状的功能基因,并为在医药、食品、农业、工业和环保等方面的应用提供基因基础。
主要研究内容:发掘、鉴定和克隆具有特殊用途微生物的功能基因、调控微生物重要代谢途径关键酶以及对人类、动植物产生严重危害的微生物的功能基因,并对重要功能基因进行改造和利用;构建具有特殊功能的微生物突变体和工程菌株,并探索实际应用的途径;特殊微生物重要性状的表型和基因型快速精准鉴定评价技术,发掘特殊微生物新资源的应用技术;引起重要疾病微生物相关基因变异的监测及应对方法的研究;重要病原微生物实验室生物安全标准、分析和评价等技术。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
专题二、新一代工业生物技术专题一、指南说明本专题根据国际工业生物技术的发展趋势,针对我国新型工业化发展的战略需求,设立本专题。
专题课题设置将突出前沿生物技术研究与重大生物产品开发相结合、培育新兴生物产业与支撑传统生物产业发展相结合、稳定发展现有工业生物技术人才队伍与重点培养未来领军人才相结合。
重点研究工业微生物功能菌株大规模筛选与改造技术、生物催化剂定向改造技术、生物过程工程技术,以及生物技术与工程技术集成应用于生物材料和传统发酵产品生产的工艺创新。
本专题“十一五”的主要目标是建立新一代工业生物技术研发平台,获得一批具有自主知识产权的发明专利,研制一批具有重大市场前景的生物产品,力争在生物基化学品、生物材料和传统发酵产品关键技术开发上取得重大突破。
此次发布的是本专题2006年度课题申请指南,年度经费预算为7000万元。
拟支持的课题分两类,一类是探索导向类课题,拟对微生物代谢工程技术、现代酶工程技术、生物过程工程技术等研究方向进行支持,课题支持强度为100万元以下,课题支持年限为3年;一类是目标导向类课题,拟对可降解材料及单体生物制造关键技术、手性化学品和药物中间体的生物制造技术等研究方向进行支持,课题支持强度为500万元以下,课题支持年限为3年。
二、指南内容(一)探索导向类课题1.微生物代谢工程技术本方向的主要研究内容包括:应用于氨基酸、有机酸、维生素、抗生素等重要微生物代谢产品开发的微生物代谢网络及其调控的分析技术、重要工业微生物代谢途径和产物及细胞性能的优化与改造的新方法、大规模功能菌种选育与高通量筛选技术,改造和构建新的工程菌株,提高微生物初级代谢与次级代谢产物途径优化的技术能力。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
2.现代酶工程技术本方向的主要研究内容包括:针对生物催化剂在工业应用等方面的技术障碍,研究生物催化剂定向改造技术、固定化技术、反向酶工程技术和辅酶工程技术;研究酶制剂的智能评价技术,酶基因高表达技术,酶生产下游工艺关键技术以及酶工程应用技术与酶反应介质体系等,开发重要工业酶制剂。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
3.生物过程工程技术本方向的主要研究内容包括:大规模工业发酵过程实时代谢流分析、发酵过程优化和在线控制技术;高粘度发酵的工艺技术和装备;新型分离介质和装置以及工业发酵产品精制技术和装备。
本方向2006年拟安排经费1000万元。
(二)目标导向类课题4.可降解材料及单体生物制造关键技术研究目标:获得经济可行的生物可降解材料或单体生产技术,取得国际先进的经济技术指标,完成中试,新材料的性价比优于国际同类产品。
主要研究内容:研究开发天然生物可降解高分子材料生产工艺技术和产品的应用技术;研究开发微生物合成可降解高分子材料生产工艺技术和产品的应用技术;研究开发血液净化材料生产技术和产品应用技术;研究开发四碳平台化合物等重要的有机化工原料生物制造技术。
本方向2006年拟安排经费2500万元。
5.手性化学品和药物中间体的生物制造技术研究目标:开发重要的生产技术,取得国际先进技术指标,完成中试。
主要研究内容:研究水解与水合、氧化、还原、缩合等重要的工业生物催化与转化途径和过程,优化生物催化反应过程,开发新的反应介质,建立高选择性、高稳定性、高效性的生物催化与转化体系,研究和建立非水相生物催化技术体系和全细胞催化体系,开发应用于日用化工和医药行业重要的手性化学品和药物中间体。
本方向2006年拟安排经费1500万元。
专题三、生物信息与生物计算技术专题一、指南说明本专题瞄准国际生物信息与生物计算技术的发展前沿和我国生命科学研究及生物技术研发的需求,目标是建立和完善生物信息共享、服务与技术支撑体系和创新药物信息技术体系,发展生物信息分析、生物计算与系统生物学研究的新方法、新技术,开发大型生物信息技术软件产品,突破药物信息技术和基因组学、蛋白质组学、结构生物学所急需的关键生物信息学和计算生物学技术,突破重要生物标志物和药靶发现关键生物信息技术,实现我国生物信息与生物计算技术的跨越式发展,跻身国际前列。
重点支持生物计算与系统生物学相关技术、生物数据整合与共享技术、生物信息的挖掘与利用、数字化医疗技术、药物信息技术、重要生物标志物谱发现相关的信息技术以及生物信息技术应用软件产品开发等七个方面的科学研究和技术开发。
此次发布的是本专题2006年度课题申请指南,年度经费预算为8000万元。
拟支持的课题分两类,一类是探索导向类课题,拟对生物计算与系统生物学相关技术、生物数据整合与共享技术、生物信息的挖掘与利用等研究方向进行支持,课题支持强度为100万元以下,课题支持年限为3年;一类是目标导向类课题,拟对生物信息技术应用软件产品开发、药物信息技术、重要生物标志物谱发现相关的信息技术、数字化医疗技术等研究方向进行支持,课题支持强度为500万元以下,课题支持年限为3年。