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"。用"鸟枪法"分离目的基因，具有简单、方便和经济等优点。许多病毒和原核生物、一些真核生物的基因，都用这种方法获得了成功的分离。
化学合成目的基因是20世纪70年代以来发展起来的一项新技术。应用化学合成法，可在短时间内合成目的基因。科学家们已相继合成了人的生长激素释放抑制素、胰岛素、干扰素等蛋白质的编码基因。
（2）DNA分子的体外重组
体外重组是把载体与目的基因进行连接。例如，以质粒作为载体时，首先要选择出合适的限制性内切酶，对目的基因和载体进行切割，再以DNA 连接酶使切口两端的脱氧核苷酸连接，于是目的基因被镶嵌进质粒DNA，重组形成了一个新的环状DNA分子（杂种DNA分子）（图4-27）。
（3）DNA重组体的导入
把目的基因装在载体上后，就需要把它引入到受体细胞中。导入的方式有多种，主要包括转化、转导、显微注射、微粒轰击和电击穿孔等方式。转化和转导主要适用于细菌一类的原核生物细胞和酵母这样的低等真核生物细胞，其他方式主要应用于高等动植物的细胞。
（4）受体细胞的筛选
由于DNA重组体的转化成功率不是太高，因而，需要在众多的细胞中把成功转入DNA重组体的细胞挑选出来。应事先找到特定的标志，证明导入是否成功。
例如，我们常用抗生素来证明证明导入的成功。（图4-28）
（5）基因表达
目的基因在成功导入受体细胞后，它所携带的遗传信息必须要通过合成新的蛋白质才能表现出来，从而改变受体细胞的遗传性状。目的基因在受体细胞中要表达，需要满足一些条件。例如，目的基因是利用受体细胞的核糖体来合成蛋白质，因此目的基因上必须含有能启动受体细胞核糖体工作的功能片段。
这五个步骤代表了基因工程的一般操作流程。（图4-29）
人们掌握基因工程技术的时间并不长，但已经获得了许多具有实际应用价值的成果，基因工程作为现代生物技术的核心，将在社会生产和实践中发挥越来越重要的作用。
（三）细胞工程
关于细胞工程的定义和范围还没有一个统一的说法，一般认为，细胞工程是根据细胞生物学和分子生物学原理，采用细胞培养技术，在细胞水平进行的遗传操作。细胞工程大体可分染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。
1、细胞培养技术
细胞培养技术是细胞工程的基础技术。所谓细胞培养，就是将生物有机体的某一部分组织取出一小块，进行培养，使之生长、分裂的技术。细胞培养又叫组织培养。近二十年来细胞生物学的一些重要理论研究的进展，例如细胞全能性的揭示，细胞周期及其调控，癌变机理与细胞衰老的研究，基因表达与调控等，都是与细胞培养技术分不开的。
体外细胞培养中，供给离开整体的动植物细胞所需营养的是培养基，培养基中除了含有丰富的营养物质外，一般还含有刺激细胞生长和发育的一些微量物质。培养基一般有固态和液态两种，它必须经灭菌处理后才可使用。此外，温度、光照、振荡频率等也都是影响培养的重要条件。
植物细胞与组织培养的基本过程包括如下几个步骤：
第一步，从健康植株的特定部位或组织，如根、茎、叶、花、果实、花粉等，选择用于培养的起始材料（外植体）。
第二步，用一定的化学药剂（最常用的有次氯酸钠、升汞和酒精等）对外植体表面消毒，建立无菌培养体系。
第三步，形成愈伤组织和器官，由愈伤组织再分化出芽并可进一步诱导形成小植株。
动物细胞培养有两种方式。一种叫非贴壁培养：也就是细胞在培养过程中不贴壁，条件较为复杂，难度也大一些，但是容易同时获得大量的培养细胞。这种方法一般用于淋巴细胞、肿瘤细胞和一些转化细胞的培养。另一种培养方式是贴壁培养：也称为细胞贴壁，贴壁后的细胞呈单层生长，所以此法又叫单层细胞培养。大多数哺乳动物细胞的培养必须采用这种方法。
动物细胞不能采用离体培养，以人的皮肤细胞培养为例，动物细胞培养的主要步骤如下：
第一步，在无菌条件下，从健康动物体内取出适量组织，剪切成小薄片。
第二步，加入适宜浓度的酶与辅助物质进行消化作用使细胞分散。
第三步，将分散的细胞进行洗涤并纯化后，以适宜的浓度加在培养基中，37℃下培养，并适时进行传代。（图4-31）
在细胞培养中，我们经常使用一个词——克隆。克隆一词是由英文clone音译而来，指无性繁殖以及由无性繁殖而得到的细胞群体或生物群体。细胞克隆是指细胞的一个无性繁殖系。自然界早已存在天然的克隆，例如，同卵双胞胎实际上就是一种克隆。
基因工程中，还有称为分子克隆(molecular cloning)的，是科恩等在1973年提出的。分子克隆发生在DNA分子水平上，是指从一种细胞中把某种基因提取出来作为外源基因，在体外与载体连接，再将其引入另一受体细胞自主复制而得到的DNA分子无性系。
2、细胞核移植技术
由于克隆是无性繁殖，所以同一克隆内所有成员的遗传构成是完全相同的，这样有利于忠实地保持原有品种的优良特性。人们开始探索用人工的方法来进行高等动物克隆。哺乳动物克隆的方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种。其中，细胞核移植是发展较晚但富有潜力的一门新技术。
细胞核移植技术属于细胞质工程。所谓细胞核移植技术，是指用机械的办法把一个被称为“供体细胞”的细胞核（含遗传物质）移入另一个除去了细胞核被称为“受体”的细胞中，然后这一重组细胞进一步发育、分化。核移植的原理是基于动物细胞的细胞核的全能性。
在核移植中，并不是所有的细胞都可以作为核供体。作为供体的细胞有两种：一种是胚胎细胞，一种是某些体细胞。
研究表明，卵细胞、卵母细胞和受精卵细胞都是合适的受体细胞。
2000年6月，我国西北农林科技大学利用成年山羊体细胞克隆出两只“克隆羊”，这表明我国科学家也掌握了哺乳动物体细胞核移植的尖端技术。
核移植的研究，不仅在探明动物细胞核的全能性、细胞核与细胞质关系等重要理论问题方面具有重要的科学价值，而且在畜牧业生产中有着非常重要的经济价值和应用前景。
3、细胞融合技术
细胞融合技术属于细胞融合工程。细胞融合技术是一种新的获得杂交细胞以改变细胞性能的技术，它是指在离体条件下，利用融合诱导剂，把同种或不同物种的体细胞人为地融合，形成杂合细胞的过程。细胞融合术是细胞遗传学、细胞免疫学、病毒学、肿瘤学等研究的一种重要手段动物细胞融合的主要步骤是：
第一步，获取亲本细胞。将取样的组织用胰蛋白酶或机械方法分离细胞，分别进行贴壁培养或悬浮培养。
第二步，诱导融合。把两种亲本细胞置于同一培养液中，进行细胞融合。动物细胞的融合过程一般是：两个细胞紧密接触→细胞膜合并→细胞间出现通道或细胞桥→细胞桥数增加扩大通道面积→两细胞融合为一体。
植物细胞融合的主要步骤是：
第一步，制备亲本原生质体。
第二步，诱导融合。
微生物细胞的融合步骤与植物细胞融合基本相同。
从20世纪70年代开始，已经有许多种细胞融合成功，有植物间、动物间、动植物间甚至人体细胞与动植物间的成功融合的新的杂交植物，如“西红柿马铃薯”、“拟南芥油菜”和“蘑菇白菜”等。（图4-36是利用细胞融合培育杂交植物）从目前的技术水平来看，人们还不能把许多远缘的细胞融合后培养成杂种个体，尤其是动物细胞难度更大。
（四）酶工程、发酵工程与蛋白质工程
1、酶工程
酶工程是指利用酶、细胞或细胞器等具有的特异催化功能，借助生物反应装置和通过一定的工艺手段生产出人类所需要的产品。它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。
酶工程，可以分为两部分。一部分是如何生产酶，一部分是如何应用酶。
酶的生产大致经历了四个发展阶段。最初从动物内脏中提取酶，随着酶工程的进展，人们利用大量培养微生物来获取酶，基因基因工程诞生后，通过基因重组来改造产酶的微生物，近些年来，酶工程又出现了一个新的热门课题，那就是人工合成新酶，也就是人工酶。
酶在使用中也存在着一些缺点。如遇到高温、强酸、强碱时就会失去活性，成本高，价钱贵。实际应用中酶只能使用一次等。利用酶的固定化可以解决这些问题，它被称为是酶工程的中心。
60年代初，科学家发现，许多酶经过固定化以后，活性丝毫未减，稳定性反而有了提高。这一发现是酶的推广应用的转折点，也是酶工程发展的转折点。如今，酶的固定化技术日新月异。它表现在两方面：一是固定的方法。目前固定的方法有四大类：吸附法、共价键合法、交联法和包埋法。
二是被固定下来的酶，具有多种酶，能催化一系列的反应。
2、发酵工程
现代的发酵工程。又叫微生物工程，指采用现代生物工程技术手段，利用微生物的某些特定的功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程。
发酵是微生物特有的作用，几千年前就已被人类认识并且用来制造酒、面包等食品。20世纪20年代主要是以酒精发酵、甘油发酵和丙醇发酵等为主。20世纪40年代中期美国抗菌素工业兴起，大规模生产青霉素以及日本谷氨酸盐(味精)发酵成功，大大推动了发酵工业的发展。
20世纪70年代，基因重组技术、细胞融合等生物工程技术的飞速发展，发酵工业进入现代发酵工程的阶段。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。
3、蛋白质工程
在现代生物技术中，蛋白质工程是在20世纪80年代初期出现的。蛋白质工程是指在深入了解蛋白质空间结构以及结构与功能的关系，并在掌握基因操作技术的基础上，用人工合成生产自然界原来没有的、具有新的结构与功能的、对人类生活有用的蛋白质分子。
蛋白质工程的类型主要有两种：
一是从头设计，即完全按照人的意志设计合成蛋白质。从头设计是蛋白质工程中最有意义也是最困难的操作类型，目前技术尚不成熟，已经合成的蛋白质只是一些很小的短肽。
二是定位突变与局部修饰，即在已有的蛋白质基础上，只进行局部的修饰。这种通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定位突变技术。
蛋白质工程的基本程序是：首先要测定蛋白质中氨基酸的顺序，测定和预测蛋白质的空间结构，建立蛋白质的空间结构模型，然后提出对蛋白质的加工和改造的设想，通过基因定位突变和其它方法获得需要的新蛋白质的基因，进而进行蛋白质合成。（图4-37）
由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有很多同基因工程技术相似的地方，因此蛋白质工程也被称为第二代基因工程。
蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能找到了新途径，而且还预示人类能设计和创造自然界不存在的优良蛋白质的可能性，从而具有潜在的巨大社会效益和经济效益。
《植物生物技术》课程教学大纲 一、课程基本情况 课程名称（中文）：植物生物技术 课程名称（英文）：Plant Biotechnology 课程代码： 学分：2 总学时：40 理论学时：32 实验学时；8 课程性质：学科专业课 适用专业：园艺 适用对象：本科 先修课程：植物学、植物生理学、生物化学、花卉学 考核方式：考查、闭卷平时成绩30% ，期终考试70% 教学环境：课堂、多媒体，实验室 开课学院：生态技术与工程学院 二、课程简介（任务与目的）（300字左右） 通过本课程的学习，要求学生掌握植物组织培养植物基因工程的基础知识、基本理论和基本技术。重点是植物的快速繁殖技术和组培苗工厂化生产技术。 三、课程内容及教学要求1 （一）植物组织培养 1、植物组织培养的基本条件和一般技术 2、植物离体快繁技术 3、植物组织培养苗的工厂化生产技术 4、园林观赏植物的组织培养技术 要求掌握植物组织培养的实验室设置及基本操作；重点是植物的快速繁殖技术和组培苗工厂化生产技术。 （二）植物细胞工程 1、原生质体培养 2、原生质体融合 3、胚性愈伤组织的获得及植株分化 掌握体细胞杂交的原理及基本操作 1主要描述课程体系结构、知识点、重点难点及学生应掌握的程度等。
（三）植物基因工程 1、植物基因的克隆 2、植物表达载体的构建 3、植物基因转移技术 4、转基因植物的检测 5、转基因植物的遗传 6、转基因植物的安全性评价 掌握基因工程的基本原理及基本操作 四、教学课时安排 五、课内实验 六、教材与参考资料 《植物生物技术》张献龙、唐克轩主编，科学出版社，2004 《植物生物技术》许智宏主编，上海科学出版社， 1997 《植物组织培养教程》李浚明编译，中国农业大学出版社，2002. 《植物细胞组织培养》刘庆昌等主编，中国农业大学出版社，2003 . 《观赏植物组织培养技术》谭文澄等主编，中国林业出版，1991.
未来5年中国生物识别行业发展前景的分析 我国生物识别市场主体数量 近几年来，我国生物识别技术行业市场主体数量呈迅速增长的趋势，截至目前，行业企业数量超4000家。根据统计，2013-2018年，我国生物识别技术行业新增企业数量呈逐年增长的趋势。2018年，行业新增企业数量达558家，同比上年微增3.14%。截至2019年8月底，我国生物识别技术行业新增企业数量达428家。 图表2013-2019年中国生物识别技术行业新增企业数量情况 单位：家，% 数据来源：中投产业研究院 中国生物识别技术行业投融资分析 整体来看，近三年来，中国生物识别技术行业投融资热度逐渐上涨。根据IT桔子数据统计，2012年，我国生物识别技术投融资金额仅0.09亿元，至2018年，行业投融资金额高达163.81亿元。截至2019年8月底，我国生物识别技术行业投融资数量达5件，金额达12亿元。 图表2012-2019年中国生物识别技术行业投融资概况 单位：亿元，件
数据来源：IT桔子，中投产业研究院 行业领先企业或资本青睐。 在融资情况方面，目前以科大讯飞、旷视科技为代表的行业领先企业频频获资本青睐。根据不完全统计，科大讯飞自2016年起，共计融资轮次达8次，而旷视科技自2012年起共计融资次数达6次，2019年8月，旷视科技去香港申请上市。 图表中国生物识别技术行业领先企业融资情况
资料来源：中投产业研究院整理 随着技术的成熟与进步，生物识别技术将会得到深化与普及，并开始得到更大范围的采用，比如在边境安全方面。在今后几年中，应用将越来越多样化，随着技术的进步和成本的不断降低，生物识别将会出现长足的发展。 中国生物识别行业发展前景广阔 随着智能手机市场逐渐饱和，各大手机厂商都倾向于采用创新手段提高手机“卖点”，与以往苹果、三星、华为、小米等采用指纹解锁的方式相比，微软推出虹膜扫描解锁，在行业处于领先位置。虹膜扫描比指纹解锁更加安全，在微软的示范效应下，预计虹膜识别技术将在手机领域逐渐普及，生物识别产业将获得利好。 早前，生物识别这一技术主要应用在政府与军队等对信息安全要求极高的领域中，随着互联网强势影响，生物识别逐渐走向互联网金融、智能家居等更多领域。 随着智能终端设备与移动互联网产业快速发展，在信息安全、互联网金融与社交娱乐等方面，作为前沿技术的生物识别将迎来巨大发展空间。 2018年，业内期待采用生物识别技术的智能移动设备和智能卡在全球市场中继续发展。同时，业内期待市场对生物识别身份验证技术的需求不断增加，以确保处于快速发展中的移动支付和金融交易市场的安全性获得保障。
生物大分子分离技术综述 摘要：生物大分子包括核酸DNA和RNA、多糖、酶、蛋白质以及多肽等。生物大分子分离技术是生物研究中的核心技术之一，当前医学，药学及生命科学学科之间的交叉渗透为大分子分离技术的发展提供了更多的契机。本文对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术, 以及色谱, 电泳等现代分离技术的发展概况、方法、特点及应用进行了综述。 关键字：分离技术生物大分子 1前言 生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出了新的要求。各种生化、分子研究要求提取分离高纯度，结构完整和具有生物活性的活性的生物大分子样品，这就使得分离技术在各项研究中起着至关重要的作用。对生物大分子分离技术的研究也就随之产生。同时，随着各学科之间的交叉渗透，纳米材料、计算机自动化等技术的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的空间。 生物大分子的制备具有如下特点：生物样品的组成极其复杂，许多生物大分子在生物样品中的含量极微，分离纯化的步骤繁多，耗时长；许多生物大分子在分离过程中就非常容易失活，因此分离过程中如何保证生物大分子的活性，也是提取制备的困难之处；生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的,温度、PH值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响，很难准确估计和判断。这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据，突破这些难点，优化分离程序以获得符合要求的生物大分子试剂。 2传统分离技术 被广泛应用传统的生物大分子分离方法有透析、溶剂萃取、沉淀和超滤等，它们都是一些较早就建立起来比较完善的的分离方法。 2.1透析法 1861年Thomas Graham发明透析方法,已成为生物化学实验中最简易常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的分离过程中,除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都需用到透析。现在，除半透膜的材料更加多样化，透析方式也更加多样。透析法主要是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的方法。例如分离和纯化DNA、蛋白质、多肽、多糖等物质时，可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内，而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分离精制：透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小，要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。分离时，加入欲透析的样品溶液，悬挂在纯化水容器中，经常更换水加大膜内外溶液浓度压，必要时适当加热，并加以搅拌，以利透析更快。最后，透析是否完全，须对透析膜内溶液进行检测。
我国生物技术的现状发展及展望 课程：食品生物技术 专业： 班级： 学号： 姓名： 完成时间：2011 年5月23日
我国生物技术的现状发展及展望 摘要：生物技术是20 世纪后期人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它是国际科技竞争乃至经济安全的重点。在我国生物技术一直受到国家的高度重视，并从政策、环境方面采取了多项有效措施来推动生物技术与产业的发展。特别是改革开放二十多年来，国家相继出台了重大科技计划，把生物技术作为优先发展的领域，从而进一步加快了生物技术的发展步伐。我国还积极参与国际生物计划，如人类基因组计划、人类脑计划、人类肝脏蛋白质组计划等。有些研究领域已走在世界前列，初步建立起较为完整的生物技术研发体系，生物产业也初具规模，生物经济初见端倪。 关键词：生物技术现状发展前景 0前言 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。[1]主要包括基因、细胞、酶、发酵等工程学科,近年来在医药、农业、食品、化工、能源、冶金、环保等领域有了越来越广泛的应用,形成了一个新兴的生物技术产业群。 目前，我国生物技术已广泛用于农业、医药、环保、轻化工等重要领域，为生物技术创新和产业化奠定了良好基础。生物技术与产业已经开始从跟踪仿制到自主创新的转变；从实验室探索到产业化的转变；从单项技术突破到整体协调发展的转变。中国生物科技发展中心主任王宏广说，我国生物技术在让企业积极参与产业化的同时，还要加强有独立知识产权成果的创新。努力培养技术、管理人才，建立产品标准化体系，组建相关行业协会，规范市场秩序。 1我国生物技术的发展 1.1生物技术在我国的兴起 我国第一个生物制品研究所始建于1919年，在北平天坛成立了中央防疫处--即今天的北京生物制品研究所，迄今已有80多年的历史。我国自七十年代末开始了现代生物技术的研究。国家高度重视生物技术的发展，不仅被列为863计划之首，而且纳入七五、八五、九五国家重点攻关计划。这一系列的举措，大大促进了我国医药生物技术的发展，并形成了一定的产业规模。据统计，我国现有456个单位从事生物技术的研究、开发和生产，其中医药领域的有165个，占36%，专业人员约6800人，
《林业生物技术》复习重点 一、概念与名词 1、植物离体快速繁殖 ——又称微快繁，简称微繁， 应用植物细胞的“全能性”理论，在无菌条件下，把离体的植物器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（如花药、胚珠、形成层、皮层、胚乳等），放在人工控制的环境中，使其分化、繁殖，在短时间内产生大量遗传性一致的完整新植株的技术。是利用植物组织培养技术进行的一种营养繁殖方法，是常规营养繁殖方法的一种扩展与延伸。 2、试管外生根技术 ——试管外生根技术是指将组织培养茎芽的生根诱导与驯化培养结合在一起，直接将茎芽扦插到试管外有菌环境中，边诱导生根边驯化培养。该方法舍弃了组织培养苗在试管内生根这一环节，不仅避开了瓶内生根难的问题，同时也大大缩短了育苗周期和节省了育苗成本。 3、林业生物技术 ——应用自然科学及工程学原理，依靠森林植物、动物、微生物作为反应器将物料加工转化，规模化生产和提供人们所需的生态环境、生物质产品和公益性服务的科学技术。（P8） 4、细胞全能性 ——是指植物细胞具有发育成一个完整植株的全部遗传信息，在适当条件下能够形成完整植株。（P26）5、组织培养 ——组织培养是指将植物的形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织以及愈伤组织进行离体培养的技术。 6、胚珠培养 ——胚珠培养是将授粉的子房在无菌条件下解剖后，取胚珠置于培养基中培养的过程。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。 7、离体叶的培养 ——在自然界，很多植物的叶具有强大的再生能力，能从叶片产生不定芽的植物，离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培养。它大多经脱分化形成愈伤组织，再由愈伤组织分化出茎和根。其中叶片培养是一个典型的代表。 8、植物细胞工程 ——植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。 9、外植体 ——外植体指植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。 10、细胞悬浮培养 ——细胞悬浮培养是将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。 11、花粉培养 ——花粉培养也叫小孢子培养，是从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离的状态，通过培养使花粉粒脱分化，进而发育成完整植株的过程。 12、原生质体 ——原生质体是指植物细胞中除去细胞壁具有细胞全能性的裸露部分。 13、转基因林木 ——转基因林木是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于林业生产或者林产品加工的森林植物。
身份识别技术的发展趋势 目前随着电子商务和电子政务的发展，以及GSM，CPRS，CDMA，WLAN等无线移动通信技术与相应业务的发展，身份认证的理论和技术已经在不断成熟完善的基础上，出现了几个研究热点。 2.1图像口令技术 传统的口令认证技术主要是基于文本口令，大部分安全系统为了保证口令的安全性都会要求用户选择较长的复杂口令，这种文本口令提高了安全性但是由于难以记忆，输入不便，使得很多用户仍然使用弱口令。图像口令技术是用一组图像组成的集合代替文本字符集合，用户通过从图像集合中选择P个图像合成自己的口令。认证系统系统在认证时给出T个图像，用户从中选出自己生成口令时的P个图像。由于图像包括的信息远大于文本，很难实现自动字典攻击。而且这种口令很难记录也不易与人共享，增加了安全性。 该系统的安全性在于从T个图像中选取P个图像口令的组合数大小，为了提高安全性应使组合数T！/[(T-P)!P！]尽量增加。 2.2生物特征识别技术 以上传统的身份验证方式,都是基于。what you know。或者。what youhave。的验证手段,它只能说明用户具有登录权限,并不能说明用户为非冒充者,直到生物识别技术的出现和越来越多的普及。比尔盖茨曾断言,生物识别技术将成为未来几年IT产业的重要革新。越来越多个人、企业乃至政府都承认,现有身份加密码或基于智能卡的身份识别系统远远不够,生物特征识别技术在未来的身份识别方面将
占据不可或缺地位。 生物识别技术是通过提取人体的生物特征数据或行为的特征属性来进行身份认证的一种技术。生物特征是指人体独一无二的可通过测量得到,又能被用来利用的身体或者行为特征,它分为身体特征和行为特征两类。身体特征有:DNA结构、指纹、虹膜、视网膜、脸型、头发硬度等;行为特征有:音调、签名、行走步态等。生物识别技术的出现,为解决真正意义上的身份验证提供了可能,江林升教授提出的在网络化考试中运用实时人脸识别技术对身份的验证,效果显著,但实现此类技术所需的硬件、网络带宽等要求较高,因而实现难度较大,普及也相对困难。 2.3基于数据挖掘的身份识别 由于数据挖掘技术的出现,一种基于数据挖掘技术的身份识别技术应运而生了。它不必像生物识别技术那样需要个体的生物特征,而只需个体的行为特征,又克服了传统身份识别的单一性缺点。它通过挖掘人们的历史行为,得到人们的行为模式,再根据相应的预测算法,来鉴别身份的真实性。 目前较为火热的Web挖掘,不但可以为网站挖掘出具有价值的信息,也能为网站的安全提供安全参考。基于数据挖掘技术的对异常数据的捕获、用户可信行为的分析等应用也不断成熟,已为验证用户身份真实性提供了可能 3一种基于数据挖掘的个人身份信息自动识别模型 本文提出的基于数据挖掘技术的个人身份信息自动识别模型，如
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，
生物特征识别技术概述(一) 【摘要】生物特征识别技术是利用人的生理特征或行为特征，来进行个人身份的鉴定。文章论述了现有的各种生物特征识别技术的原理、特征、应用的优缺点，介绍了生物特征识别技术的标准化工作和发展趋势。 【关键词】身份鉴别；生物特征识别；标准化 网络信息化时代的一大特征就是个人身份的数字化和隐性化。如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键性社会问题。目前，我国的各种管理大部分使用证件、磁卡、IC卡和密码，这些手段无法避免伪造或遗失，密码也很容易被窃取或遗忘。这些都给管理者和使用者带来很大不方便。生物特征身份鉴别方法可以避免这些麻烦。因此，这一技术已成为身份鉴别领域的研究热点。 所谓生物特征识别技术就是，通过计算机与各种传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性和行为特征，来进行个人身份的鉴定。生理特征与生俱来，多为先天性的；行为特征则是习惯使然，多为后天性的。将生理和行为特征统称为生物特征。并非所有的生物特征都可用于个人的身份鉴别。身份鉴别可利用的生物特征必须满足以下几个条件：第一，普遍性：即必须每个人都具备这种特征。第二，唯一性：即任何两个人的特征是不一样的。第三，可测量性：即特征可测量。第四，稳定性：即特征在一段时间内不改变。当然，在应用过程中，还要考虑其他的实际因素，比如：识别精度、识别速度、对人体无伤害、被识别者的接受性等等。现在常用的生物特征有：人脸识别、虹膜识别、手形识别、指纹识别、掌纹识别、签名识别、声音识别等。下面将分别介绍各种生物特征识别技术：一、生物识别技术介绍 常用的生理特征有脸像、指纹、虹膜等；常用的行为特征有步态、签名等。声纹兼具生理和行为的特点，介于两者之间。 （一）基于生理特征的识别技术 1.指纹识别。指纹识别技术是通过取像设备读取指纹图像，然后用计算机识别软件分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，特征点如嵴、谷、终点、分叉点和分歧点等，从指纹中抽取特征值，可以非常可靠地通过指纹来确认一个人的身份。 指纹识别的优点表现在：研究历史较长，技术相对成熟；指纹图像提取设备小巧；同类产品中，指纹识别的成本较低。其缺点表现在：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像。 2.虹膜识别。虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的，虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物，每个虹膜都包含一个独一无二的基于水晶体、细丝、斑点、凹点、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜在眼睛的内部，用外科手术很难改变其结构；由于瞳孔随光线的强弱变化，想用伪造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例，就是同一个人的左右眼虹膜也有很大区别。除了白内障等原因外，即使是接受了角膜移植手术，虹膜也不会改变。虹膜识别技术与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据中，出现认假和拒假的可能性也相当小。 和常用的指纹识别相比，虹膜识别技术操作更简便，检验的精确度也更高。统计表明，到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的，并且具有很强的实用性，386以上计算机CCD摄像机即可满足对硬件的需求。 3.视网膜识别。人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜上面血管的图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞的最远处。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变。同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能具有最可靠、最值得信赖的生物识别技术，但它运用起来的难度较大。视网膜识别
一、生物识别应用之发展历程 生物识别技术起步于九十年代初期，经过近二十年的发展，生物识别的发展历史可以粗略地划分为三个阶段。1990年至1997年为第一阶段。在此阶段，整个市场是有欧美澳不超过十家产品和系统供应商，国内厂商只是充当了分销商和系统集成商的角色：进口国外产品，进行增值分销，或作一些简单的集成应用如门禁系统等。 第二阶段从1998年到2002年。在这个阶段，通过学习和借鉴国外技术和产品，中国厂商在产品研发上取得一个又一个的突破，逐渐攻克了核心软件、硬件处理平台、采集器件、以及应用系统设计等难关，最终开始有少量国内设计和制造的产品出现。与国外产品的竟争开始。 第三阶段是从2003年至今，在此阶段，中国生物识别技术和产品在商业应用领域占据越来越多的市场份额，直至目前最后完全占据主导地位，控制了市场。国外厂商开始转向复杂大系统、多技术融合等中高端产品及应用口。 二、国内市场主导产品 2005年至今，中国生物识别市场规模不断快速膨胀。年均增长率超过50%，目前已经达到年销售超20亿元人民币的规模。从产品形态看，主要如下： 1.出入口控制产品 主要指基于单片机嵌入式结构的指纹门禁机、掌型门禁机、静脉门禁机、虹膜门禁机及人脸门禁机，以及基于PC系统的通道控制系统，识别技术主要也是指纹识别和人脸识别。 2.考勤产品 可以说，大规模将生物识别产品〔主要是指纹识别产品)应用于考勤，首先是在中国市场。其实中国市场确实是生物识别应用最具特色、应用领域最具创意的。目前市场上考勤产品的主要形态是基于单片机嵌入式结构的指纹考勤机。 3.门锁/箱柜锁 锁具市场，是中国传统的优势，单就五金件的加工，就是老外不擅长不愿做的环节。不过，如何提升产品档次，以差异化避免恶性竞争，是所有国内生物识别锁具厂商要深思熟虑的和解决的问题。我们欣喜地看到市场上已经出现了高品质、高利润的中国产品。 4.身份认证 身份认证是可以规模化的商业级应用。尤其在金融行业的应用，可以全面推广。该应用的现状和前景都非常好，在金融行业内部人员操作授权方面的应用，特别体现了生物识别的价值。与此相比较，生物识别技术用于计算机开机验证等，以及PDA、手机等相似应用。就显得小儿科，可有可无。随着3G通讯时代的到来，通过手机平台进行远程登录及验证，对于人脸识别、虹膜识别等技术而，潜力巨大。 三、目前应用状况——细分市场数据 根据创立的生物识别市场细分原则，将生物识别市场细分为五大领域: (1)商业应用(Commercial Use) 主要包括考勤、门禁(企业应用)、锁类、逻辑门禁(验证授权等)、智能卡应用等。 (2)司法应用(Enforcement Applications) 司法鉴证系统(指纹、人脸自动识别系统等)。 (3)公众项目应用(Civil Applications)
生物技术在生态环境的应用及研究进展 摘要：参阅大量文献资料对近年来生物技术在我国生态环境研究中的应用进展进行了综述。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。从生物技术处理垃圾废弃物、利用发酵工程技术处理污染物质、废水处理和污染土壤的生物修复、白色污染的消除等内容出发，指明了生物技术在我国治理环境污染，保护生态环境中的应用前景。 关键词生物技术；生态环境；环境保护；研究进展 1 引言 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 （3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术
现代生物技术的应用与展望 姓名：班级：学号： 摘要：参阅大量文献资料对近年来生物技术在农业、医药业、社会科学等中的应用进展进行了综述。从改革传统农业结构，解决食品短缺问题的应用、深入基因研究，解决健康长寿问题、运用现代生物技术，解决环境污染问题等内容出发，指明了生物技术现代科学发展中的应用前景。 关键词：生物技术基因医学健康农业 Abstract: a large number of literature on recent biotechnology in agriculture, medicine and industry, social science and application were reviewed in this paper. From the reform of traditional agriculture structure, to solve food shortage problem, in-depth application of genetic research, solve the longevity and health problems, use of modern biological technology, solve the problem of environmental pollution and other content, pointed out the biological technology of modern science and application prospects. 现代生物技术也可称之为生物工程，是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行加工生产，为社会提供商品和服务的—个综合性技术体系。其内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。现代生物技术的诞生以2O世纪7O年代初DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明现代生物技术对解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，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，是2l世纪高新技术产业的先导。可以预测，生物技术的应用与发展将导致生产体系与经济结构的飞跃变化，甚至可能引发一次新的工业革命，对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。 1 改革传统农业结构，解决食品短缺问题 现代生物技术在农业中最突出的应用是利用转基因技术，将目的基因导入动、植物体内，对家畜、家禽及农作物进行品种改良，从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种，达到充分提高资源利用效率，降低生产成本的目的。经过长期不断的努力，现代农业生物技术已取得重大突破，不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植，也为农业生产带来了新一轮的革命，并将在解决目前人类所面临的粮食危机、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等方面发挥巨大作用。 1．1 提高农产品的产量与质量农作物病虫害是造成农业产量下降的主要原因之一，因而利用转基因技术把抗病、抗虫基因导入农作物中，使之可避免或减少病虫害。近年来，抗黄杆菌的水稻、抗除草剂的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力强与耐贮性高的番茄等转基因植物开始进入市场，提高了产量，增加了效益；根据人类的需要，还可把特定基因导入植物体，可达到改良农产品品质的目的，如高含量必需氨基酸的马铃薯，高蛋白质含量的大豆等；此外还可利用生物技术破坏水果细胞壁纤维酶，保证猕猴桃、桃、西红柿等水果成熟但不变软而提高水果的保鲜度，便于水果的运输。从1996年到2o02年，转基因农作物在全球的种植面积从170万ha扩大到5810万ha，即增加35倍，显示了现代农业生物技术强大的生命
生物传感器综述
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生物传感器课程论文 论文题目：生物传感器技术在环境分析 与检测方面的应用研究进展专业: 分析化学 姓名:雷杰 学号：120１5１305２9 指导教师：晋晓勇 时间：２０1５年1０月23日
生物传感器技术在环境分析与检测方面的应用研究进展 摘要：生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。 关键词:生物传感器技术；环境分析检测;
０.前言 生物传感器这门课属于分析化学和生物化学的一门交叉学科，它涉及到生物化学、电化学等多个基础学科。就目前生物传感器研究的历史阶段，它仍然处于十分活跃的研究阶段,生物传感器的研究逐渐变得专业化、微型化、集成化、也有一些生物相容的生物传感器,生物可控和智能化的传感器制成[1]。基于生物传感器的基本结构和性能，从它的选择性,稳定性，灵敏度和传感器系统的集成化发展的特点和趋势,科研人员主要研究生物传感器在医疗、食品工业和环境监测等方面,它的发展对生产生活都有极大影响，尤其是生物传感器专一性好、易操作、设备简单、可现场检测、便携式、测量快速准确、适用范围广,从而深受研究者的青睐。本文主要概述了近三年来生物传感器在环境分析与检测方面的应用研究，从而对以后生物传感器技术的研究有所帮助与借鉴。 1.生物传感器技术 1.1生物传感器的组成及工作原理 生物传感器主要是由生物识别和信号分析两部分组成。生物识别部分是由具有分子识别能力的生物敏感识别元件构成,包括细胞、生物素、酶、抗体及核酸。信号分析部分通常叫换能器。它们的工作原理一般是根据物质电化学、光学、质量、热量、磁性等,物理化学性质将被分析物与生物识别元件之间反应的信号转变成易检测、量化的另一种信号,比如电信号、焚光信号等,再经过信号读取设备的转换过程，最终得到可以对分析物进行定性或定量检测的数据[2]。 生物传感器识别和检测待测物的工作原理:首先,待测物分子与识别元素接触；然后,识别元素把待测物分子从样品中分离出来；接着,转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号;最后，使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换，将输出信号转化为可识别的信号。生物传感器的各个部分包括分析装置、仪器和系统也由此构成。生物传感器中的识别元素决定了传感器的特异性,是生物定性识别的决定因素；识别元素与待测分子的亲合力，以及换能器和检测仪表的精密度，在很大程度上决定了传感器的灵敏度和响应速度。
转基因技术应用与安全的文献综述 一、前言 毫无疑问，生命科学是21世纪十分有发展前景的一门自然科学，生物技术作为高科技的核心，已经越来越多地应用于人类的生活，而转基因技术则是其中极为重要的一个组成部分。转基因技术是现在以及今后相当长时期内备受关注的研究重点，它在生物医药、农业、食品、能源、环境等各个领域都有广泛的应用。事物有利必有弊，转基因技术也是一样，它在给人类带来便利的同时，也带来了隐忧，比如转基因食品的安全性、转基因生物的安全性等，近来也引起了热切关注。本文将主要讨论转基因技术应用的各种方面和转基因技术引发的安全问题。 二、主题 （一）、转基因技术应用 转基因技术通常也称为基因工程技术，是指利用载体系统的重组DNA技术以及通过物理化学和生物学等方法，将重组DNA导入有机体的技术。它在生物医药、农业、食品上的应用是与我们的日常生活最为贴近的。 生物医药方面 1、用来生产特殊蛋白质。在体外大量生产人体中天然存在的蛋白质，高度纯化，然后再返 回人体使用，从而治疗疾病。比如利用植物作为生物反应器，用转基因烟草高水平表达治疗癌症的单克隆抗体，从而大量生产抗体供病人使用。细胞素治疗比过去的化学治疗、放射治疗等疗法有明显的优越性。 2、用来生产疫苗。DNA疫苗的制造过程和工作原理与传统疫苗完全不同，科学家们主要是 利用DNA片段的分离、筛选、插入、转染等技术。DNA疫苗注射器注入肌肉或基因枪注入皮肤黏膜，被人体细胞摄入后，疫苗中含有的已经被传染的质粒便进入人体细胞核内，诱导人体细胞以质粒中含有的病原体的抗原DNA片段为模板，合成病原体所具有的抗原蛋白分子，从而诱导机体免疫系统产生体液免疫或细胞免疫。和传统疫苗相比，优点就是，避免了病原体诱导自身免疫反应和感染机体的可能。 3、抗病转基因。目前正在研究的可分为三类，植物病毒外壳蛋白基因、人工合成抗菌肽基 因、几丁质酶和葡聚糖酶双价基因。 农业方面 抗虫植物、转基因作物。目前研究较多的有Bt杀虫蛋白基因（来自苏云金芽孢）、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。Bt毒蛋白通过昆虫摄食进入昆虫的消化道后，可转变成具有毒性的多肽分子，与昆虫肠道上皮表面的特异蛋白相互作用，诱导植物膜产生一些孔道，扰乱细胞的渗透平衡，引起细胞肿胀甚至裂解，最终导致昆虫死亡，如今这种抗虫转基因的研究最广泛也最有潜力。蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于与昆虫消化道内的蛋白酶相互作用，形成复合物，阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用，导致昆虫缺乏代谢中必须的氨基酸。植物凝集素被昆虫摄食后，在消化道中释放，与昆虫肠道膜上的糖蛋白结合，影响营养物质的正常吸收，促进细菌繁殖，诱发病灶，从而杀虫，比如常用的豌豆外源凝集素和雪花莲外源凝集素。
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。
第一章绪论 复习与思考 1. 现代生物技术的概念及其涵盖的内容。 2. 植物生物技术主要包括哪几个研究领域。 3. 植物生物技术的发展历程。 第二章植物组织培养的原理与技术基础 复习与思考 1. 植物组织培养实验室一般包括哪些功能区，各自主要用途如何？ 2. 植物组织培养实验室需要哪些主要仪器设备？ 3. 培养基的营养成分包含哪几大类？大量元素和微量元素是如何划分的？ 4. 为什么要配制培养基的母液？ 5. 配制激素母液时应注意那些事项？ 6. 植物培养基的配制流程如何。 7.如何选择外植体？ 8. 外植体的消毒和无菌操作的常规操作方法。 第三章植物离体培养的形态建成 复习与思考 1. 如何理解植物细胞的全能性。 2. 愈伤组织的诱导可分为哪几个过程？培养实验室需要哪些主要仪器设备？ 3. 离体培养再生植株有哪些途径？ 4. 如何选择和调控愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的植物激素组合？ 5. 人工种子的基本结构。 第四章植物离体快速繁殖与脱毒苗培养 复习与思考 1. 植物离体快繁的概念、特点及主要程序。 2. 植物离体快繁中芽增殖的途径有哪些？ 3. 植物离体繁殖的形态发生途径。
4. 外植体褐变的主要原因与防止措施。 5. 植物脱病毒有哪些途径？ 6. 茎尖脱毒培养的原理与基本流程。 7. 脱毒效果的鉴定方法有哪些？ 第五章花药和花粉培养 复习与思考 1. 花药培养的一般程序。 2. 分离花粉的方法有哪些？ 3. 花粉植株的诱导发生途径。 4. 花粉培养的方法有哪些？ 5. 比较花药培养和花粉培养的异同。 6. 如何进行多倍体植株的加倍？ 第六章植物细胞培养技术及其应用 复习与思考 1. 植物单细胞的分离方法和培养方法有哪些？ 2. 如何建立植物细胞悬浮培养体系？ 3. 植物细胞悬浮培养的方法有哪些？ 4. 如何调控植物细胞的同步化？ 5. 什么是次生代谢物质，试列举一些主要类别。 6. 植物细胞大规模培养生产次生代谢物质的优点与存在问题。 第七章植物原生质体培养和体细胞杂交 复习与思考 1. 植物原生质体的分离和纯化方法有哪些？ 2. 植物原生质体的培养方法有哪些？ 3. 原生质体培养再生植株的途径。 4. 什么是体细胞杂交，有何意义。 5. 诱导原生质体融合的方法有哪些？ 6. 简述PEG法和电诱导融合法的技术过程。 7. 杂种细胞的筛选和鉴定方法。 8. 融合原生质体再生植株的技术流程。
生物科技文献综述江西师范大学生命科学学院
生物化学文献综述 引言： 生物化学是研究生命过程中化学基础的科学。疾病的发生发展是致病因子对生命过程的干扰和破坏；药物的防治是对病理过程的干预。生物化学通过用化学的理论和方法研究生命现象、生命过程的化学基础，通过探索干预和调整疾病发生发展的途径和机理，为新药发现中提供必不可少的理论依据。 生物化学是自90年代中期以来的新兴研究领域。哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域，他们的所在地所形成的重心地位甚至在加强。从源头来讲，化学是研究分子的科学，生物化学，分子生物学，还有生物学化学都是一样的。但是由于科学家们长期以来的习惯称谓，我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究，用分子生物学指基因表达和控制的研究，用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。 三、关键词 化学生物学与分子生物学；临床医学；多学科融合；科研创新；虚拟实验；多方向研究；综合性实验四、主题综述： 化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰、调节正常过程了解蛋白质的功能。在某种意义上，使用小分子调节目标蛋白质与制药公司发展新药类似。但是，当所有公司的目标蛋白质到目前为止仅是约450种的时候，人类基因组计划为我们带来了至少几万个目标蛋白质。最终的目标是寻找特异性调节素或寻找解开所有蛋白质之谜的钥匙，但这需要更系统和整体的方法而并非传统方法。化学生物学看起来是有希望的答案。系统的化学生物学仅仅诞生于90年代中期，部份是由于基础条件到那时才刚刚完备。代表性的技术进步包括机器人工程，高通量及高灵敏度的生物筛选，信息生物学，数据采集工具，组合化学和芯片技术例如DNA芯片。化学生物学更普遍的被叫做化学遗传学，而且它正在扩展到化学基因组学。和经典遗传学相比较，小分子并不是取代或超越基因表达，而是被用于抑制或活化翻译过程。 化学生物学、计算生物学与合成生物学，在生物芯片技术、计算模型方法与基因网络设计等方面构成了现代系统生物学与系统遗传学的重要技术基础。 五、研究法方向及方法 在进行研究的过程中，分为了正向研究和逆向研究。在正向法中，目标生物学现象第一次被定义，然后引起被寻找现象的分子选择自许多被应用的分子。被选择的分8子能被附到某些蛋白质上而且抑制/活化它们，引发重要的修饰，然后与分子相连的蛋白质被检查并研究。下面是使用正向法发现和发展肌基质蛋白的例子Nat。 首先，为了获得足量得化合物以引发要得到的现象，通过组合化学的合成方法制得嘌呤文库。多种化合物可与放射性研究引起的不同变异相比较。已经分化的神经原细胞和肌肉细胞很少被增殖。因此，一旦受伤，细胞长不好，恢复很难。这项研究的最初目的是为了找到一种化合物来引起改变肌肉细胞分化，达到再生目的。 分化的肌肉组织构成交织的管状结构。几百个嘌呤类化合物被在96孔圆片上植入潜伏肌肉组织中，找到了能够分离相连接的组织的化合物。这种化合物自肌管隔断嘌呤命名为肌基质