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基因工程药物的研究进展及其应用前景

基因工程药物的研究进展及其应用前景
基因工程药物的研究进展及其应用前景

基因工程药物发展进程

基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后,我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣,通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料,让我对基因工程药物有了新的认识: 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去,这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞,在受体细胞不断繁殖过程中,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎(以下简称乙肝)疫苗为例,像其他蛋白质一样,乙肝表面抗原(HBSAg)的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术,用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来,装到一个表达载体中,所谓表达载体,是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来;再把这种表达载体转移到受体细胞内,如大肠杆菌或酵母菌等;最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖,生产出大量我们所需要的HBSAg(乙肝疫苗)。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来,医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作,但曾一度陷于困境。乙肝病毒(HBV)主要由两部分组成,内部为DNA,外部有一层外壳蛋白质,称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体,就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体,可以清除入侵机体内的HBV。过去,乙肝疫苗的来源,主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg,这种血液是不安全的,可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒,特别是艾滋病病毒(HIV)]的污染。此外,血液来源也是极有限的,使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪,远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比,基因工程生产的乙肝疫苗,取材方便,利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌,它们有极强的繁殖能力,并借助于高科技手段,可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后,按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序,就可获得终身免疫,免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗,我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时,体内会产生一种物质,它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染,故人们把此种物质称为干扰素(Interfero,简称IFN),是1957年英国科学家多萨克斯(Lossaacs)和林德曼(Lindenmann)在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能,是一种治疗乙肝的有效药物,国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是,通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态,因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会"苏醒",开始产生干扰素,但其数量微乎其微。即使经过诱导,从人血中提取1mg干扰素,需要人血8000ml,其成本高得惊人。据计算:要获取1磅(453g)纯干扰素,其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980

论克隆技术的利与弊

论克隆技术的利与弊 湘潭大学化工学院环境科学与工程 LYL 摘要:自从克隆羊多利诞生以来,有关克隆技术的伦理学争论就一直喋喋不休。本文分析了克隆技术的发展过程,论述了克隆技术在科学技术中的应用前景,并对其所引出的伦理、道德等问题进行了探讨。 关键词:克隆,多利,伦理. 前言 1997年2月27日,著名的《自然》杂志发表了苏格兰罗斯林研究所威尔莫特(Ian Wilmut)等人撰写的实验研究论文,作者声明采用动物体细胞核移植技术(也即人们常说的克隆技术)成功产生出一例小羊羔,后来被命名为“多利”。许多人赞誉这是一项划时代的科学成果。例如,中国科学院院士邹承鲁先生曾经指出,“克隆羊”的出生是生物工程技术发展史中的一个里程碑[1]。同时,一石激起千层浪,宗教人士、法律专家、哲学家、社会学家等对克隆技术派生出的治疗性克隆和生殖性克隆产生强烈反响,并引发伦理问题的广泛争议。 1克隆技术的发展 1952年,科学家用青蛙进行克隆实验。从此以后,动物克隆的试验结果不断涌现。1970年克隆青蛙实验取得突破,青蛙卵发育成了蝌蚪。1984年第一只胚胎克隆羊诞生。1997年2月24日,英国罗斯林研究所的科学家用取自一只6岁成年羊的乳腺细胞培育成功一只克隆羊。1998年7月,日本科学家利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生。2000年1月,美国科学家宣布克隆猴成功。2000年3月14日,曾参与克隆小羊“多利”的英国PPL公司宣布,他们成功培育出5头克隆猪。随着一系列克隆技术突破的完成,克隆人从技术上来讲已成为可能。有的科学家认为,从技术上说克隆人并不比克隆其它哺乳动物更困难。克隆人即将出世的消息也不断传来。意大利著名的“克隆狂”安蒂诺里曾宣布,克隆胎儿将于2003年1月问世。2003年第一期《发现》杂志也把2002年“命名”为“克隆年”,理由是克隆技术在当时已经进入了克隆人的阶段。该杂志断言:“虽然世界不想要克隆人,但克隆

超导的研究现状及其发展前景

题目:超导的研究现状及其发展前景 作者单位:陕西师范大学物理学与信息技术学院物理学一班 作者姓名:杜瑞,程琳,党晓菲,闫甜,王福琼,刘洁,刘园,郭丽丽 学号:40606043,40606042,40606044,40606045,40606046,40606047,40606048,40606049 指导教师:郭芳侠 交论文时间:20007-11-28

超导的研究现状及其发展前景 (陕西师范大学物理学一班第七组 710062) 摘要:本文简单介绍了一些与超导相关的概念,超导材料,超导的简史,超导的研究现状及对超导应用的前景展望。 关键字:超导,超导体,超导现象,超导材料,临界参量,研究现状,前景 Superconductivity research present situation and prospects for development (Shaanxi normal university physics one class Seventh group 710062) Abstract: This article simply introduced some and the superconductivity correlation concept, the superconductivity material, the superconductivity brief history, the superconductivity research present situation and to the superconductivity application prospect forecast.

《人工智能及其应用》(蔡自兴)课后习题答案第3章

第三章搜索推理技术 3-1什么是图搜索过程?其中,重排OPEN表意味着什么,重排的原则是什么? 图搜索的一般过程如下: (1) 建立一个搜索图G(初始只含有起始节点S),把S放到未扩展节点表中(OPEN表)中。 (2) 建立一个已扩展节点表(CLOSED表),其初始为空表。 (3) LOOP:若OPEN表是空表,则失败退出。 (4) 选择OPEN表上的第一个节点,把它从OPEN表移出并放进CLOSED表中。称此节点为节 点n,它是CLOSED表中节点的编号 (5) 若n为一目标节点,则有解并成功退出。此解是追踪图G中沿着指针从n到S这条路径 而得到的(指针将在第7步中设置) (6) 扩展节点n,生成不是n的祖先的那些后继节点的集合M。将M添入图G中。 (7) 对那些未曾在G中出现过的(既未曾在OPEN表上或CLOSED表上出现过的)M成员设置一 个通向n的指针,并将它们加进OPEN表。 对已经在OPEN或CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改通到n的指针方向。 对已在CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。 (8) 按某一任意方式或按某个探试值,重排OPEN表。 (9) GO LOOP。 重排OPEN表意味着,在第(6)步中,将优先扩展哪个节点,不同的排序标准对应着不同的搜索策略。 重排的原则当视具体需求而定,不同的原则对应着不同的搜索策略,如果想尽快地找到一个解,则应当将最有可能达到目标节点的那些节点排在OPEN表的前面部分,如果想找到代价最小的解,则应当按代价从小到大的顺序重排OPEN表。 3-2 试举例比较各种搜索方法的效率。

人工智能在物联网中的应用毕业论文

毕业设计 设计(论文)题目:人工智能在物联网中的应用 专业班级:物联网141 学生姓名:周钟婷 指导教师:李生好 设计时间:2017.5.8——2017.6.9 重庆工程职业技术学院

重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)任务书 任务下达日期:2017.5.8 设计(论文)题目:人工智能在物联网中的应用 设计(论文)主要内容和要求: 1.显示器件:引领TFT-LCD技术的创新和发展,致力于加快AMOLED、柔性显示、增强 现实、虚拟现实等新型显示器件及薄膜传感器件的进步。 2.智慧系统:以“物联网和人工智能”为主要方向,以用户为中心,基于在显示、人 工智能和传感技术优势,发展智能制造、智慧屏联、智慧车联、智慧能源四大物联网解决方案。 3.智慧健康服务:将显示技术、信息技术与医学、生命科技跨界结合,发展信息医学, 提供物联网智慧健康产品及服务。 教学团队主任签字:指导教师签字: 年月日年月日

重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)指导教师评语评语: 成绩: 指导教师签名: 年月日

重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)答辩记录

目录 摘要................................................... (1) 第一章目前人工智能技术的研究和发展状况......... . (2) 第二章显示器件事业技术应用 (2) 第三章智慧系统事业技术应用 (2) 3.1智能制造 (2) 3.2智慧屏联 (2) 3.3智慧能源 (2) 3.4智慧车联 (3) 第四章智慧健康服务事业技术应用.................... .. (3) 第五章目前人工智能发展中所面临的难题.......... . (3) 5.1计算机博弈的困难................... .. (3) 5.2机器翻译所面临的问题................... . (4) 5.3自动定理证明和GPS的局限.......... (4) 5.4模式识别的困惑 (5) 第六章人工智能的发展前景 (5) 6.1人工智能的发展趋势 (5) 6.2人工智能的发展潜力大 (5) 结束语 (6) 参考文献 (6)

浅谈克隆技术的应用以及发展前景

浅谈克隆技术的应用及其发展前景[摘要]:“克隆”是英文单词“Clone”的音译,其本身的含义是无性繁殖。本文主要介绍了克隆技术的概念、应用以及发展前景。 [关键词]:克隆技术、应用、发展、前景 克隆是英文“clone”的音译,是利用生物技术与无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程,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“生物放大技术”。 作为新世纪的尖端科学,克隆技术从它诞生的那一刻起就吸引了众多世人的目光。目前,克隆技术、基因工程研究正突飞猛进向前发展,基因概念及其理论的建立,打开了人类了解生命并控制生命的窗口。基因研究已成为当前科学研究中最有决定性的领域之一,成为推动生物、食品和制药产业发展的引擎。众所周知,20世纪遗传学的发展举世瞩目,由于遗传学的发展,科学的社会功能以及社会对科学的制约更受关注,从试管婴儿到克隆技术再到人类基因图谱的绘制无不牵动着世人的心。21世纪是生物技术革命的世纪,克隆技术的应用将促进遗传学,细胞发育生物学,产科学等学科的研究进展,有利于整个世界的科学进步和生活质量的提高,对人类的生活将会产生深远的影响。 一、克隆技术简介 克隆技术,是由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 克隆通常是一种人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式(如植物)。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一个生物完全一样。克隆可以是自然克隆,例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体(就像同卵双生一样)。但是我们通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制。 我们可将其研究或操作的对象分为基因克隆、细胞克隆和个体克隆三大类。 基因克隆是指在分子(DNA)水平上开展研究工作以获得大量的相同基因及其表达产物;细胞克隆则是在细胞水平上开展研究工作以获得大量相同的细胞;个体克隆则是经过一系列的操作产生一个或多个与亲代完全相同的个体,这种克隆所用的生物材料可能是一个细胞,也可能是一个组织。可以看出,基因克隆、细胞克隆和个体克隆是在三个不同的层次上开展的研究工作,以原有的基因或细胞或生物个体作为模板,复制出多个与原来模板完全相同的

超导材料的未来应用前景

超导材料——当代科学的明珠 超导材料的未来应用前景 超导是超导电性的简称。是一种材料,如某种金属、合金或化合物在温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。 超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。 超导体的巨大前景 ●超导材料不可思议 那么,为什么世界各国对“超导”技术的研究与开发如此重视呢?这主要是因为超导材料具有极其优越的物理特性:一是零电阻效应,二是约瑟夫逊效应,三是迈斯纳效应。超导体这些突出特性的重大意义,不亚于半导体的发现。甚至有专家预言,超导体的应用将导致一场新技术革命,特别是在军事领域的应用,将引起一系列巨大变革。 ●军事应用前景广阔 超导体在军事领域的应用将十分广泛。采用超导体材料,可使许多重要的军用装备,如C4I系统、聚能武器、舰艇、飞机、坦克、装甲车辆、导弹等武器的性能得到大幅度的改善。 超导飞机设计制造大功率、小体积的发动机,对提高飞机的作战性能至关重要。目前,飞机所采用的均是磁流体发电,但利用普通磁体,很难使磁场强度高于15高斯,而如果利用超导磁体就能产生数万至几十万高斯的磁场,从而大大提高磁体发电的输出功率。所以,超导技术的突破,为大容量、小型化磁流体发电机的研制成功提供了条件,这种超导发电机正在加速走向实用化。目前,有些国家已在研制几百至一千兆瓦的体积小、重量轻的超导发电机,预计机载大功率超导发电机将成为超导技术在军事上率先得到应用的重点项目。 超导舰船20世纪70年代以来,美、苏、英、日等国积极开展超导技术在海军舰船方面应用的研究,并不断取得成效。美国试制了7500马力的超导驱动系统;英国研制了650马力的超导电磁力推进装置;日本制成了世界上第一艘超导船。超导舰船由于取消了传统的螺旋桨推动部件,因而具有结构简单、维修方便、推力大、航速高、无震动、无噪声、无污染、造价低等诸多优点。潜艇应用超导推进系统后,能有效地消除噪音、降低红外辐射,从而不易被敌方发现,大大提高了舰船的快速机动能力和突防能力。

人工智能发展综述

人工智能发展综述 摘要:概要的阐述下人工智能的概念、发展历史、当前研究热点和实际应用以及未来的发展趋势。 关键词:人工智能; 前景; 发展综述 人工智能(Artificial Intelligence)自1956 年正式问世以来的五十年间已经取得了长足的进展,由于其应用的极其广泛性及存在的巨大研究开发潜力, 吸引了越来越多的科技工作者投入人工智能的研究中去。尤其是八十年代以来出现了世界范围的开发新技术的高潮,许多发达国家的高科技计划的重要内容是计算机技术,而尤以人工智能为其基本重要组成部分。人工智能成为国际公认的当代高技术的核心部分之一。 1什么是人工智能 美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授给人工智能下了这样一个定义:人工智能是关于知识的学科, 是怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。从人工智能所实现的功能来定义是智能机器所执行的通常与人类智能有关的功能,如判断、推理、证明、识别学习和问题求解等思维活动。这些反映了人工智能学科的基本思想和基本内容, 即人工智能是研究人类智能活动的规律。若是从实用观点来看,人工智能是一门知识工程学:以知识为对象,研究知识的获取、知识的表示方法和知识的使用。 从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统,来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。如果仅从技术的角度来看,人工智能要解决的问题是如何使电脑表现智能化,使电脑能更灵活方效地为人类服务。只要电脑能够表现出与人类相似的智能行为,就算是达到了目的,而不在乎在这过程中电脑是依靠某种算法还是真正理解了。人工智能就是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的—个分支,人工智能的目标就是研究怎样用电脑来模仿和执行人脑的某些智力功能,并开发相关的技术产品,建立有关的理论。 2 人工智能历史 当然,人工智能的发展也并不是一帆风顺的,人工智能的研究经历了以下几

浅谈生物克隆技术及其未来应用问题与前景

浅谈生物克隆技术及其未来应用问题与前景 肖婷2012333500202 浙江理工大学经管学院工商管理专业 指导老师:解纯刚浙江理工大学生科学院 【摘要】:随着生命科学时代的到来,基因研究已经取得了巨大的进展,克隆技术特别是人的克隆技术作为基因研究的重要组成部分,愈来愈引起社会各界的广泛关注。克隆技术作为人类的创造性活动,有其产生和存在的合理性,在诸多领域蕴藏巨大的应用潜力与巨大应用价值和广阔的发展前景。但克隆技术目前仍存在一些问题,如克隆技术对社会伦理和人类健康的影响。人类克隆技术的进步为人类带来的利益是巨大的,因而它的发展是难以阻止的。应对人类克隆技术带来的巨大挑战。 【关键词】:克隆技术;利弊;社会影响;应用前景 一、克隆是什么? 克隆是英文Clone一词的音译,意为无性繁殖系,即通过无性繁殖(如细胞丝分裂)可连续传代并形成的群体,常用于细胞水平的描述。克隆的定义是指独立细胞繁殖系,指后代完全由一个细胞复制,具有完全相同的物遗传质。 一个细菌经过20分钟左右就可一分为二;一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎,一年内就能长出数百株草莓苗。凡此种种,都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代,这就是无性繁殖。时至今日,“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”,凡来自一个祖先,经过无性繁殖出的一群个体,也叫“克隆”。 自然界的许多动物,在正常情况下都是依靠父方产生的雄性细胞(精子)与母方产生的雌性细胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),再由受精卵经过一系列细胞分裂长成胚胎,最终形成新的个体。这种依靠父母双方提供性细胞、并经两性细胞融合产生后代的繁殖方法就叫做有性繁殖,但是,如果我们用外科手术将一个胚胎分割成两块,四块、八块……最后通过特殊的方法使一个胚胎长成两个、四个,八个……生物体,这些生物体就是克隆个体,而这些个体就叫做无性繁殖系。 二、克隆技术是什么? 克隆技术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。

超导技术及其发展历程

超导技术 超导技术的主体是超导材料。简而言之,超导材料就是没有电阻、或电阻极小的导电材料。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。 1911年荷兰物理学家Onnes发现汞(水银)在4.2k附近电阻突然下降为零,他把这种零电阻现象称为超导电性。 海克·卡末林·昂内斯 海克·卡末林·昂内斯(Heike Onnes,1853年9月21日-1926年2月21日),荷兰物理学家,超导现象的发现者,低温物理学的奠基人。1853年出生于荷兰的格罗宁根,1894年创建了莱顿大学低温物理实验室,建立了大型液化气工厂,1904年液化了氧气,两年后又液化了氢气,并在1908年7月10日首次液化了氦气,以-269 °C(4K)刷新了人造低温的新纪录。1911年由于对物质在低温状态下性质的研究以及液化氦气,昂内斯被授予诺贝尔物理学奖。1923年,昂内斯退休,1926年在莱顿逝世。为纪念他,莱顿大学物理实验室1932年被命名为“卡末林·昂内斯实验室”。 汞的电阻突然消失时的温度称为转变温度或临界温度,常用Tc表示。在一定温度下具有超导电性的物体称为超导体。金属汞是超导体。进一步研究发现元素周期表中共有26种金属具有超导电性,它们的转变温度Tc列于表5-6。从表中可以看到,单个金属的超导转变温度都很低,没有应用价值。因此,人们逐渐转向研究金属合金的超导电性。表5-7列出一些超导合金的转变温度,其中Nb3Ge 的转变温度为23.2K,这在70年代算是最高转变温度超导体了。当超导体显示导材料都是在极低温下才能进入超导态,假如没有低温技术发展作为后盾,就发现不了超导电性,无法设想超导材料。这里又一次看到材料发展与科学技术互相促进的关系。低温超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态,因此在应用上受到很大的限制。 人们迫切希望找到高温超导体,在徘徊了几十年后,终于在1986年有了突破。(1)瑞士Bednorz和Müller发现他们研制的La-Ba-CuO混合金属氧化物具有超导电性,转变温度为35K。这是超导材料研究上的一次重大突破,打开了混合金

基因工程药物发展的历史及启示

基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期

人工智能在军事领域的发展现状和应用前景

人工智能在军事领域的发展现状及应用前景 知远战略与防务研究所/威远编译自:俄罗斯外交和国 防政策委员会网站[知远导读]本文主要介绍了当今世界及 俄罗斯本国人工智能技术发展的现状以及未来该技术在军 事领域的应用前景.文章还重点分析了人工智能技术实现的 可能途径以及人工智能技术对人类战争活动的可能影响。文 章编译如下:目前.关于人工智能的说法和文章很多.这让人觉得.人工智能早已研究成熟且无处不在。事实上并未如此。 虽然自动化早已成为生产和指挥过程的一部分.而且计算机 已经学会语音和脸部识别.操控汽车和分析大量数据。图像 识别或者自动翻译属于利用人工智能方法并在完成类似任 务时选择存储结果的机器学习技术。人工智能目前还未实现.还需要进行研究.它的应用领域确实非常广泛。国防领域也 在其中。发展人工智能成为了保障国家安全的任务。美国和 中国希望在人工智能研究中占据领先地位并率先将其运用 到网络武器和既可用于监视敌人.也可用于袭击敌人的自主 式武器的研制当中。美国国防部在2017年开始抓紧落实所 谓的“第三次抵消战略”.该文件中提出的主要目标是“必 须集中力量进行创新.旨在通过创新发展美国近年来与对手 和敌人已经接近的关键能力.保持并恢复传统遏制力”.这 里说的对手和敌人指的也就是俄罗斯和中国。实际上.世界

上已经开始了创新武器竞赛.全部主要大国都将卷入其中。 此外.西方已经被普京总统2017年9月1日在雅罗斯拉夫尔公开讲话中提到的内容所震撼:“人工智能不仅仅是俄罗斯 的未来.也是全人类的未来。这包含着巨大的机遇和当今难 以预测的威胁。谁能成为该领域的领导者.谁就将主宰世界”。著名商人伊隆·马斯克称.人工智能最终将消灭人类。因此.他和另外116名专家、学者、新技术领域公司代表向 联合国发出请求书.呼吁禁止研制任何类型使用人工智能技 术的武器和自主技术装备。部分商业人士和学者强调.运用自主技术相当于继火药和核武器出现之后.战争中出现的第三次革命.毫无疑问.他们说的没错。但显而易见.联合国开始的关于禁止此类武器公约的讨论不是为了别的什么目的.而是美国及其盟友以讨论普世价值为掩护.阻止其地缘政治对手.首先是俄罗斯和中国研制人工智能武器。然而.履带式装甲车和打击无人机并非战略武器.而是战术武器。这些武 器对人类不构成任何威胁。“杀手机器人”的形象被好莱坞 复制了无数遍.但现实中的战斗系统未必与之有什么共同点。为了弄清楚.所谓的战斗机器人会不会对人类构成威胁.首先必须弄清.什么是人工智能.它与机器智能.超级计算机的深度学习有什么不同.还有最主要的是人工智能在军事领域 的地位和运用范围。国家安全领域人工智能的任务在可预见 的未来.新的世界技术竞赛将导致最新的技术革命延伸至军

超导材料及其应用现状与发展前景培训讲学

超导材料及其应用现状与发展前景

超导材料及其应用现状与发展前景 作者:肖立业刘向宏王秋良马衍伟古宏伟 来源:《中国工业和信息化》2018年第08期 超导体不仅在临界温度下具有零电阻特性,而且在一定的条件下具有常规导体完全不具备的电磁特性,因而在电气与电子工程领域具有广泛的应用价值。我国在超导材料及其应用领域总体上处于国际先进行列,基本掌握了各种实用化超导材料的制备技术,在多个应用方面也取得了良好的发展。我国超导材料及其应用领域将不断探索更高临界温度的超导体,提升超导材料及其应用技术的发展水平。 1911年,荷兰莱登实验室的卡麦林·昂尼斯在测量低温下金属的电导率时发现,当温度下降到4.2K时,汞的电阻完全消失(如图1所示),他把具有这种现象的导体称为超导体。经过近50年的研究,科学家們陆续发现,超导体不仅在一定温度(也称为临界温度,简称Tc)之下具有零电阻特性,而且在一定的条件下具有高密度载流能力、完全抗磁性(迈斯纳效应)、约瑟夫森效应等常规导体完全不具备的电磁特性,因而在电气与电子工程领域具有广泛的应用价值(见表1)。根据应用的具体需求,工程师们可以将超导体制备成各种超导材料,如超导线材、超导带材、超导薄膜、复合超导体等。 经历了100多年的研究,人们已经发现了多达数万种超导体。按照超导体的临界温度,可以将超导体分为低温超导体和高温超导体,临界温度低于25K~30K超导体为低温超导体,临界温度高于25K~30K超导体为高温超导体。目前,基于低温超导材料的应用装置一般工作在液氦温度(4.2K及以下),基于高温超导材料的应用装置一般工作在液氢温度(约20K)至液氮温度(约77K)之间。探索出更高临界温度乃至室温的超导体是人类不断追求的梦想。 超导材料的发展现状与前景 尽管人们已经发现了数万种超导体,但真正具有实用价值的超导体并不多。目前得到应用的低温超导体主要包括NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等,具有实用价值的高温超导体主要包括铋系(BSCCO,Tc约90K-110K,也称为第一代高温超导材料,主要包括BSCCO-2212和BSCCO-2223两种,也简称Bi-2212或Bi-2223)、钇系(Tc约90K,YBCO或ReBCO,也称为第二代高温超导材料)。进入21世纪以来,MgB2(Tc为39K)和铁基超导体(Tc最高为55K)相继被发现,成为两种新的具有实际应用潜力的超导体。 低温超导材料发展现状与前景 超导材料主要包括NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等。自上世纪60年代以来,其制备技术与工艺已经相当成熟,并推动了如加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁共振(MRI和NMR)磁体、通用超导磁体等的发展,并由此形成了具有一定规模的超导产业。目前,美国、欧盟和日本等国家和地区已经有一大批的企业可以生产各种面向不同应用需求的低温超导材料。2006年,我国加入了国际热核聚变实验堆(ITER)计划,从而使我国低温超导材料的发展迎来了前所未有的机遇。作为国内极少的低温超导线材产业化公司,西部超导材料科技有限公司承担了174吨NbTi超导线和35吨Nb3Sn超导线的生产任务,通过自主开发,掌握了成套技术和工艺,并于2017年全部交付预订的产品,得到了国际同行的高度评价,总体上达到了国际先进水平。ITER项目极大推动了我国低温超导材料的发展,也为我国自主开发MRI、加速器和核聚变磁体提供了超导材料供应的保障。

基因工程药物

基因工程药物 周长征 第一部分概述 一、基因工程药物 (一)基因工程药物的概念 基因工程药物是以基因组学研究中发现的功能性基因或基因的产物为起始材料,通过生物学、分子生物学或生物化学、生物工程等相应技术制成的、并以相应分析技术控制中间产物和成品质量的生物活性物质产品,临床上可用于某些疾病的诊断和治疗。基因药物类型广泛,包括重组蛋白质药物、人源化单克隆抗体、基因治疗药物、重组蛋白质疫苗、核酸药物等10多种类型。 生产基因工程药物的基本方法是:将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞),使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂,从而成为蛋白类药物或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达,就称为基因治疗。 例如,乙肝表面抗原(HBSAg)的产生也受DNA 调控。利用基因剪切技术,用一种“基因剪刀”将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来,装到一个表达载体中(所谓表达载体,是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来)再把这种表达载体转移到受体细胞内,如大肠杆菌或酵母菌等;最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖,生产出大量我们所需要的HBSAg(乙肝疫苗)。把一定量的HBSAg注射入人体,就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体,可以清除入侵机体内的HBV。过去,乙肝疫苗的来源,主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg,这种血液是不安全的,可能混有其他病原体的污染。此外,血液来源也是极有限的,使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪,远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。 干扰素具有广谱抗病毒的效能,是一种治疗乙肝的有效药物,国际上批准唯一一种治疗丙型病毒性肝炎的药物。通常情况下人体内干扰素基因处于休眠状态,血中一般检测不到。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会产生干扰素,但其数量微乎其微。即使经过诱导,从人血中提取1mg 干扰素,需要人血8000ml,其成本高得惊人。获取1磅(453g)纯干扰素,其成本高达200亿美元。1980年后,采用基因工程进行生产,其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素,其成本不到1亿美元。 (二)基因工程药物的发展 1973年,Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因(Str r)的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组,获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒,拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因(Emp r)的金黄色葡萄球菌质粒

人工智能及其应用(蔡自兴)课后答案

第二章知识表示方法 2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点? 答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。 问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。 谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。 语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题 2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的负载能力为两人。在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去? 用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况: 1. nC=0 2. nC=3 3. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3) 用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。当i为偶数时,dC,dY同时为非负数,表示船驶向对岸,i为奇数时,dC, dY同时为非正数,表示船驶回岸边。

浅谈人工智能技术及其应用发展

2019.01科技论坛 浅谈人工智能技术及其应用发展 李思睿 (绵阳南山中学,四川绵阳,6n o o o) 摘要:本文就人工智能的定义以及其主要的相关技术题型进行阐述,并且探讨了人工智能技术所应用的一些热门领域。 人工智能技术目前作为一门交叉性的学科,未来其发展趋势会在很大程度上影响和改变我们的生活。 关键词:物联网;计算机技术;人工智能 Talking about Artificial Intelligence Technology and Its Application Development Li Sirui (Mianyang Nanshan Middle School,Mianyang Sichuan,621000) Abstract:In this paper,the definition of artificial intelligence and its main related technical topics are described,and some hot areas of application of artificial intelligence technology are discussed.Artificial intelligence technology is currently an interdisciplinary subject,and its future development trend will affect and change our lives to a large extent. K e y w o r d s:Internet of Things;Computer Technology;Artificial Intelligence 〇引言 AI(人工智能技术)其本质是模拟人类意识和思维信息 的过程,通过机器实现,模拟人类感知、识别、和决策功能的 技术。在大数据挖掘,云计算以及深度学习等理论支持下,人 工智能呈现出跨界融合、人机协同、自主操纵等特征。目前,人工智能技术广泛地应用于自动驾驶、智能家居、智慧医疗、图像识别、语音助手等领域。 1人工智能的相关技术 人工智能的应用领域包括问题求解、自然语言处理、人 工智能方法和程序语言等等,这些应用领域已经适用到了很 多行业,进而推动了社会科学的总体发展。对于人工智能技 术的实现技术体系而言,主要涉及以下四个方面:机器学习、自然语言处理技术、图像处理技术、人机交互技术。在机器学 习上,机器学习的能力是人工智能技术最为凸显的一种表现 手段,与此同时人工智能也在此技术上有了很多改变。自然 语言处理是融合了计算机科学、语言学和人工智能于一体的 交叉研宄方向,它的目的是“让计算机理解自然语言”,更高 效的完成工作任务。图像处理技术是将图像处理技术与人工 智能相结合的方法,在原有自动识别的基础上,我们提出一 种基于专家系统的知识识别方法。人机交互技术使用户与计 算机系统通过可以通过人机交互界面进行交流。机器显示大 量提示与请求,用户通过输入设备给计算机提供有关信息,从而达成人机互动。其知识结构体系如表1所示。 表1人工智能主要技术体系 技术体系技术方法 机器学习监督学习(监督分类学习,回归飞行系),无监 督学习,强化学习 图像处理技术遗传算法,图像降维,图像识别,图像分割,特 征提取 人机交互技术UI 设计、可视化技术、GIS跟踪技术、动作识人 机界面技术,语音识别技术 自然语言处理语音识别,语句分析,文本转化 1.1机器学习 机器学习指的是计算机通过分析、学习、归纳大量数据, 达到拥有能够自主做出最佳判断与决策的能力,简单的说, 机器学习是一种A I技术在不同应用场景下时‘命令行”语句 或者方法。机器学习主要内容包涵有深度学习、深度人工神经 网络、决策树、增强算法等。机器学习对于人工智能技术十分重 要,而算法的发展也对人工智能技术的发展起到了作用。 1.2自然语言舰 自然语言处理技术包含两个方面,一是将人类语言转化 为计算机可以处理的形式,二是将计算机数据转为人类语言 的自然形式,以此达到计算机能够理解人类语言的目的。目前,市面上已有应用该技术的产品,例如Apple的siri、微软 的C o r t m a,这些产品能够协助人们完成许多任务,其核心技 术不仅包括自然语言技术,也包含了深度学习。自然语言处 理综合了语言学、计算机科学、数学等学科,该技术内又包含 了信息检索、信息抽取、词性标注、语法分析、语音识别、语法 解析、语种互译等技术。 1.3图像顺支术 图像是人类获取信息的主要途径,人工智能技术要实现 模拟人类分析问题、解决问题的功能,图像处理技术不可缺 少。图像处理技术使计算机拥有视觉,可以处理、分析图片或 多维的数据。在大数据时代,如何对海量图像数据进行信息 iliiia m

克隆技术的发展与应用前景

克隆技术的发展及应用前景 克隆通常是一种人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式(如植物)。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样。克隆可以是自然克隆,例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体(就像同卵双生一样)。但是通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”,它已经历了三个发展时期:第一个时期是微生物克隆,即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌,而变成一个细菌群;第二个时期是生物技术克隆,比如用遗传基因――DNA克隆;第三个时期是动物克隆,即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多利”由一头母羊的体细胞克隆而来,使用的便是动物克隆技术。 目前,克隆技术发展十分迅速。各国政府有关人士、民间对克隆技术的评价褒贬不一。克隆技术已展示出广阔的应用前景,包括以下四个方面: (1)培育优良畜种和生产实验动物; (2)生产转基因动物; (3)生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法; (4)复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。 在不久的将来,克隆技术技术将可以用来治疗糖尿病、中风、癌症、爱滋病、心脏病以及诸如帕金森综合症等精神疾病,并极大改变现有的器官移植理论和治疗手段,给人类带来福音。 克隆技术会给人类带来极大的好处,例如,英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a-1抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6千美元一升。一只母羊就好比一座制药厂,用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢?最好的办法就是“克隆”。同样,荷兰PHP公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛,以色列LAS公司育成了能生产血清白蛋白的羊,这些高附加值的牲畜如何有效地繁殖?答案当然还是“克隆”。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物——骡,骡不能繁殖后代,那么,优良的骡如何扩大繁殖?最好的办法也是“克隆”,我国的大熊猫是国宝,但自然交配成功率低,因此已濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物?“克隆”为人类提供了切实可行的途径。具体应用有以下几个方面: 转基因动物研究 转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一,转基因动物可作为医用器官移植的供体、作为生物反应器,以及用于家畜遗传改良、创建疾病实验模型等。但转基因动物的实际应用并不多,除单一基因修饰的转基因小鼠医学模型较早得到应用外,转基因动物乳腺生物反应器生产药物蛋白的研究时间较长,已进行了10多年,但在全世界范围内仅有2例药品进入3期临床试验,5~6个药品进入2期临床试验;而其农艺性状发生改良、可资畜牧生产应用的转基因家畜品系至今没有诞生。转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的成本过高和调控失灵,以及转基因动物有性繁殖后代遗传性状出现分离、难以保持始祖的优良胜状,是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。 体细胞克隆 体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命,动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。采用简便的体细胞转染技术实施目标基因的转移,可以避免家畜生殖细胞来源困难和低效率。同时,采用转基因体细胞系,可以在实验室条件下进行转基因整合预检和性别预选。在核移植前,先把目的外源基因和

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