当前位置:文档之家› 海洋生物技术整理

海洋生物技术整理

海洋生物技术整理
海洋生物技术整理

第一章海洋生物技术概论

本章思考题

1 什么是生物技术?生物技术的重要性体现在哪些方面?

2 什么是海洋生物技术?海洋生物技术的研究重点都有哪些?

本章重点提示:生物技术的概念、内容;生物技术的特点和重要性;海洋生物技术的定义及其研究内容

1.生物技术(Biotechnology, BT), 又称为生物工程(bioengineering), 现统一

称:

1)生物技术定义

i.传统定义:应用生物科学及工程学原理,依靠生物体系作为反应器,将物

料进行加工改造,获得人类所需产品的技术。

ii.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)的综合性科

学技术。

2)要点:

①对象是具遗传特性的生命类物质:包括病毒、细菌、植物、动物以及人类。

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。

3)生物技术的发展(包括传统生物技术和现代生物技术)

i.传统生物技术

●传统生物技术的特点:

①主要通过微生物初级发酵获得产品,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,也没有产生新的遗传性状。

③生产过程简单,上游主要是微生物的发酵培养及产品转化,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。

ii.现代生物技术

●现代生物技术的四大支柱

●基因工程(核心和关键、主导技术)、细胞工程(基础)、酶工程

(条件)、发酵工程(产品获得手段)、生化工程 (分离、纯化、衍

生…… )

4)生物技术的特点 (八高一低)

a)高水平:即学科具有先进性,是知识、技术密集型产业, 处分子水平、新技术

前沿。

b)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。

c)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。

d)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。

e)高风险:上述原因造成一定风险,加上技术风险带来高风险。

f)高效益, 应用性强, 有目的产品, 易商业化。

如干扰素的投入虽然高达数百万美元,但产值数年达30亿美元, 用于治病将产生巨大经济和社会效益。生物技术在解决人类面临众多难题上是没有任何产业可比的。

g)高智力:具有创新性和突破性, 可按人类需要定向改变和创造生物的遗传特性,要求在人才、计划、设计、工艺和产品上都要与众不同。从认识、利用、再造阶段上升到改造和创造阶段。

h) 高控性:采用工程学手段,易自动化、程控化及连续化生产

I ) 低污染:生物技术以生物资源为对象, 生物资源具有再生性, 是再生资源。具有不受限制、污染小、周期短的优点。

5)生物技术的内容

医学生物技术;药学生物技术;动物生物技术;农业生物技术;海洋生物技术;微生物生物技术

生物技术的上、中、下游

●上游工程:实验室研究和开发阶段,包括基因、细胞、干细胞、转基因生物、

组织工程等获得优良菌株、细胞系或固定化的菌体等。

●中游工程:中游加工以生物反应器为中心,优化和放大生产工艺。

●下游工程:从反应液中提取目的产物,加工精制成合格产品。

生物技术涉及的具体技术包括:

1.DNA 重组技术, 细胞培养及融合技术, 抗体制备技术,

2.干细胞培养及定向分化, 显微注射技术, 动物饲养技术,

3.转基因技术, 胚胎克隆, 细胞及酶的固定化技术,发酵技术,

4.生物反应器, 蛋白质分离纯化, 生物大分子合成及纯化,

5.生物大分子修饰, 生物物理、生物信息及其他相关领域技术。

生物技术诸工程的内容及种类( 十大工程 )

(一) 基因工程(见幻灯片P46)

1.对象: 在核酸分子 (DNA或RNA) 或基因上操作。

2. 定义: 在体外对DNA进行切割、拼接, 使遗传物质重新组合, 经载体转移到

细胞中扩增表达, 获得人类所需产品, 或组建新生物类型的技术。

文献上常见到DNA重组、分子克隆、基因克隆、遗传工程等名词与基因工程混用, 事实上主要内容相似,

(二)细胞工程 (cell engineering)

1.对象: 细胞, 在细胞水平上实现基因转移或改变生物学性状。

2. 定义:

(1)广义(细胞融合技术):在特定的条件下 (环境、融合技术), 使不同的细胞融合, 获得具有来自双亲代基因的杂交细胞, 杂交细胞的遗传物质发生改变, 达到改造物种、创建新种的目的。

(2) 狭义(淋巴细胞杂交瘤技术):骨髓瘤细胞+淋巴细胞融合(制备单克隆抗体,McAb)。

(3) 现代概念:

将广义的概念延展, 指在体外条件对细胞进行培养、繁殖,按人们的意愿改变细胞某些生物学特性,获得有用的产品或达到改良生物品种的技术。

细胞工程包括:①细胞融合技术;②工程细胞移植, 即有目的地改造细胞遗传特性后, 植入机体;③细胞拆合;④染色体导入及细胞器导入技术;⑤胚胎细胞植入。

3. 分类:

①微生物细胞工程, 如原生质体融合, 试管菌。

②植物细胞工程,如1978年培育出土豆西红柿新物种。

③动物细胞工程,

4. 应用: 单克隆抗体制备成绩突出, 诊断、治疗。幻灯片P51

(三) 蛋白质工程

(Protein engineering)

1.对象:基因序列——DNA分子中改造, 最终导致蛋白分子氨基酸序列改变。

2. 定义: 在利用X衍射和晶体分析技术了解蛋白质三维空间结构和功能关系基础上, 借用计算机和分子设计辅助技术, 在DNA分子水平上操作更换或改变其序列, 达到改变蛋白质分子氨基酸序列, 从而改变蛋白质分子形状及功能,

(四)抗体工程(Antibody engineering )

1.对象:免疫球蛋白(Ig)基因

2.定义:通过对抗体分子结构和功能关系的研究,有计划地对抗体基因序列进行改造,改善抗体的某些功能的技术。如基因工程抗体技术。

在80年代初,抗体基因结构和功能的研究成果与重组DNA技术相结合,产生了基因工程抗体技术。

基因工程抗体即将抗体的基因按不同需要进行加工、改造和重新装配,然后导入适当的受体细胞中进行表达的抗体分子。

3.抗体工程的内容

完整抗体,及抗体的人源化

完整抗体与抗体片段的药代动力学比较

改造抗体片段的多种特异性

双功能抗体

抗体库的构建、展示和筛选

噬菌体展示技术

mRNA-蛋白质复合物库

细胞表面库

转基因鼠

抗体的生产、稳定性和表达水平

亲和力成熟

骨架替换

临床应用

中和病原体及抗病毒治疗

细胞内抗体

肿瘤治疗与细胞补充疗法

疫苗应用

用于未来诊断的生物传感器和微矩阵技术

(五) 组织工程 (Tissue engineering)

1. 对象:干细胞、组织和器官。

2.定义:运用工程学和生命科学原理和方法,在了解正常和病理学组织结构与功能关系和生长机理的基础上,研制生物学组织器官替代品,通过移植,达到重建、恢复、维持和改进组织功能学科。

3.要点:

①依据正常组织结构、功能设计方案;

②选择种子细胞培养;

③选择细胞外基质、生物支架材料;

④体外构建三维结构替代品;

⑤植入机体,替代病理组织。

4.应用:

组织器官移植。

(六)干细胞工程 (stem cell engineering)

◆干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,可以分化成多

种功能细胞。

◆根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。

◆根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

干细胞的主要特征:

未分化的早期细胞;

具有分化成各种特定细胞的能力;

可无限地分裂增值,产生大量后裔;

其子细胞有两种命运,保持为干细胞或分化为特定细胞。

克隆技术见幻灯片P65

(七) 转基因动物(亦称: 胚胎工程 Transgenetic animal

1.对象:

2. 定义: 把新的遗传信息 (DNA序列) 用特定技术导入胚胎早期受精卵, 经发育

后, 外源遗传信息分布到所有体细胞生殖细胞中去, 这种使动物带有新遗传信息的基因转移技术称胚胎工程。所得动物称转基因动物。

3. 过程:

①提取人所需要蛋白质基因、cDNA;

②基因重组 (cDNA+控制基因+载体);

③分离、培养人工受精的卵细胞(如牛);

④把重组体转入到受精的卵细胞;

⑤植入子宫 ,使之发育为个体(每一个体细胞均含有新的基因);

⑥活化植入新基因,使之表达 (如在乳腺中表达);

⑦提取目的基因表达产物,进行验证(定性、定量);

⑧进行安全性及临床试验。

4. 要点:

①必须有外源新基因转移;

②在早期生殖细胞整合;

③发育成新个体中有外源基因正常表达;

(八) 生物医学工程 ( Biomedical engineering)

1.对象: 人体

2.定义: 从工程学角度研究人体结构、功能及生命现象, 为防治疾病提供新技术、新方法、新仪器和新

3.内容: 生物材料( 人造器官、起搏器的材料)、康复工程、医学成像( 超声、CT、核磁)、生物传感、监护系统等。

(九) 生物制药/化学制药工程 (Biochemical pharmaceutical engineering)

1.生产对象: 药物( 活性多肽、酶、抗生素等)

2.定义利用现代生物技术, 以生物反应器(微生物、动物细胞、植物及动物个体),大规模地制备高纯度的药物。如基因工程药物、同份异构体的拆分(利用抗体酶特异结合、特异地进行酶消化来完成)等

(十) 酶工程

1.对象: 酶分子修饰、生产应用和酶的固定化

2. 定义: 在给定的生产工艺和生物反应器中, 利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能,或对酶进行修饰改造提高酶的转化率, 把对应的原料高效地转化成所需有用的物

3. 要点: 固定化酶、酶分子修饰和酶反应器的设计是当前酶工程的重点。

近年把酶电极生物传感器也归到酶工程范围内。如: 底物+固定化酶—→化学信号

—→电信号—→人视觉—→控制反应。

(十一) 发酵工程 (Fermentation engineering)

1.对象: 微生物。在常规发酵工艺上发展而成。有时也称微生物工程。

2. 定义: 利用微生物的特点(生长快、培养简单和代谢过程特殊等), 通过现代化工程技术, 快速、连续生产人类所需物质的技术。

3. 要点:

①核心是提高产率。

②过程包括: 菌种选育、生产、代谢产物的利用。

③所用技术包括大规模悬浮培养,细胞固定化, 产物分离提取。

4.应用:

药物生产( 活性多肽、抗生素)、单细胞蛋白生产、环境保护、微生物冶金技术。(十二) 生化工程 (Biochemistry engineering)

1.对象:①生化反应器(反应环境与装置),②

2.定义: 为活细胞和酶提供适宜反应环境, 能大规模自动化生产、分离、精制出所需产品的技术。

3.内容包括:生物反应器的设计、传感器的制造、电泳、离心、层折、免疫层析等。

1.十二大工程相互联系, 相辅相成。

6)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;

生物技术正迅速走向老百姓日常生活各个方面,

2. 海洋生物技术

1). 定义:海洋生物技术是运用海洋生物学与工程学的原理和方法,利用海洋生物或生物代谢过程生产有用的生物制品或定向改良海洋生物遗传特性的综合性科学技术。

2). 海洋生物技术的研究内容:主要以海洋生物为对象,综合应用基因工程、细胞操作技术和细胞培养技术等手段,对海洋生物资源进行研究、开发利用和保护。

①开发、生产和改造海洋生物天然产物,以便用作药物、食品、新材料;

②定向改良海洋动物、植物遗传特性,为海水养殖业提供具有生长快、品质高和

抗病害的优良品种;

③培养具有特殊用途的“超级细菌”,用来清除海洋环境的污染,或者生产具有

特定生物治理的物质。

主攻方向:利用生物技术,改良具有重要经济价值的海水养殖生物遗传特性。

3.海洋生物技术研究的新发展

①探索有价值的海洋生物种群;

②利用生物技术开发新的海洋动植物优良品种,用于水产养殖业;

③利用海洋生物技术从天然生物中提取加工各种化工产品;

④从基因工程理论上阐明生物的特殊功能,并在可能的范围内加以利用;

⑤用基因工程理论阐明海洋生态系统存在与发展的规律,并对其进行人为的控

制;

⑥建立海洋生物利用系统,包括海水养殖新技术和海洋生物生产系统

第二章海洋动物细胞工程

思考题

1 名词解释:细胞工程、原代培养、传代培养、细胞株、细胞系、细胞融合、

连续细胞系、组织工程、无限细胞系、有限细胞系

2 简述tPA的制备过程。

3 简述动物细胞培养方式和操作方式。

4 动物细胞生物反应器必须具备哪些要求?有哪些类型?特点是什么?

一、

1.细胞工程的概念应用细胞生物学、遗传学、发育生物学和分子生物学的理

论和方法,按照人们的设计和需要,通过细胞融合、核质移植、染色体或

基因移植,以及组织、细胞培养等方法,在细胞整体水平或细胞器水平改

变细胞内的遗传物质或获得细胞产品,甚至培养出新物种的一门综合性生

物工程技术科学。

2.细胞融合技术:细胞融合,又称细胞杂交,是指两个或两个以上的细胞融

合成一个细胞的现象。

体外用人工方法使两种细胞融合,制成一种新品系的杂交细胞,筛选出的杂交细胞有很强的生命力,增殖也很旺盛。常用的细胞融合诱导物是仙

台病毒和聚乙烯丙醇(PEG)。

●思考讨论:为什么使用的病毒需要灭活?不灭活不行吗?

答:因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,不灭活的话会感染细胞,而不能诱导细胞融合。

3、原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞

与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。

4、传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个

或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养。

5、细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死

亡,少数细胞存活到40~50代,这种传代细胞为细胞株。

6细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,这种传代细胞为细胞系。

细胞株和细胞系的区别:细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。

7、转化细胞系(连续细胞系):通过某个转化过程形成的,常由于染色体断

裂变成异倍体,失去正常细胞特点,而获得无限增殖能力。转化过程可以是自发的或人工的,从肿瘤组织中分离。

8、原代培养物经首次传代成功后即为细胞系,由原先存在于原代培养物中的

细胞世系所组成。如果不能继续传代,或传代次数有限,可称为有限细胞系,如可以连续培养,则称为连续细胞系(无限细胞系),培养50代以上并无限培养下去。

二、

1、组织纤溶酶原激活剂(tPA)生产工艺:

组织纤溶酶原激活剂是一种丝氨酸蛋白酶,与纤维蛋白结合后形成的复合物可使纤溶酶原活化为纤溶酶。

纤溶酶可水解纤维蛋白,导致血栓溶解,故对血栓性疾病有较好疗效。

人黑色素瘤细胞株培养后可产生大量的tPA,其培养液中tPA浓度可达到1毫克/升。

1)工艺流程

细胞单层、细胞悬液、细胞培养物、培养液、提取液、层析液、浓缩液、层析液、 tPA成品

2)工艺过程

A 培养基配制;

B tPA抗体制备;

C 抗tPA亲和吸附剂制备;

D 细胞培养;

E tPA的分离;

F 精制。

(1)t-PA抗体的制备

取人t-PA、或者猪心t-PA

按每只家兔200-300ug的计量,t-PA采用福氏完全佐剂充分乳化,注射入家兔皮下。

每隔2周再用t-PA100ug进行加强免疫,共加强2次

取家兔血清

用50%硫酸铵盐析

沉淀物于0℃下,用生理盐水透析

经过Sephadex 75柱层析

得到抗t-PA的免疫球蛋白IgG备用

(2)抗t-PA的亲和吸附剂的制备

[A]、Sepharose 4B的活化

[B]、抗t-PA的亲和吸附剂(t-PA-IgG-Sepharoes-4B亲和吸附剂)的制备

[A]、Sepharose 4B的活化

Sepharose 4B用10倍体积的蒸馏水(V/V)多次漂洗、布氏漏斗抽滤↓

取20克Sepharose 4B湿凝胶放入500ml的三颈烧瓶中,加蒸馏水

30ml,搅均匀后,用2mol/L的NaOH溶液调节PH=11,降温至18℃

在通风橱中,另取溴化氰1.5g于乳钵中,加入30-40ml蒸馏水分多次研磨溶解

将溴化氰溶液倒入三颈烧瓶中,升温至20-22℃,同时滴加2mol/L的

NaOH溶液调节PH=11-12

等反应液PH值不变时,继续反应5分钟,取出烧瓶,向其中投入小冰块降

温,用3号垂熔漏斗抽滤

用300ml、4℃、0.1mol/L的NaHCO3溶液洗涤。然后用300ml、

PH=10.2、0.025mol/L的硼酸缓冲液分3-4次抽滤洗涤

最后转移至250ml的烧瓶中,加入50-60ml的硼酸缓冲液,即得活化的

Sepharose 4B,备用

[B]、抗t-PA的亲和吸附剂(t-PA-IgG-Sepharoes-4B亲和吸附剂)的制备

取步骤-2中的抗t-PA的免疫球蛋白IgG,70-80mg溶于20ml硼酸缓冲液中、过滤。滤液加入到已经活化的Sepharose 4B中,10℃下搅拌反应16-

18小时

第二天装柱,用10倍柱床体积(V/V)、PH=10.2的硼酸缓冲液,以5-

6ml/min的流速洗涤柱床。收集流出液,测定其A280

用5倍柱床体积(V/V)的、PH=10.0、0.1mol/L乙醇胺溶液洗涤柱床

用5倍柱床体积(V/V)的、PH=8.0、0.1mol/L硼酸缓冲液洗涤柱床

用5倍柱床体积(V/V)的、PH=7.4、0.1mol/L磷酸缓冲液洗涤平衡。

直到流出液的A280小于0.01,所得到的固定化抗t-PA的免疫球蛋白IgG,就是待提取的t-PA的亲和吸附剂。

将其转移至含0.01%NaN3的、PH=7.4、0.1mol/L的磷酸缓冲液中,于

4℃下贮存,备用。

(3)细胞培养

取5L玻璃转瓶,按每平方米表面积2.5L的比例加入细胞培养液。

将人黑色素瘤细胞按常规方法消化分散、洗涤、计数、稀释成细胞悬液。

将细胞悬浮液接种到转瓶之中,接种浓度为103~3×103个/ml

置于CO2培养箱中,37℃下培养、通入含5%CO2的无菌空气

等到长成致密单层之后,弃去培养液,

用PH=7.4、0.1mol/L的磷酸缓冲液洗涤细胞单层2~3次。

换入无血清Eagle培养液继续培养

每隔3 ~ 4天收获一次培养液,用于制备t-PA。

同时向转瓶中加入新鲜培养液继续培养

如此反复,可获得大量t-PA。

(4)t-PA的分离

步骤-4中所收集到的培养液中,加入蛋白酶抑制剂aprotinin至5万单位/ml。加吐温-80至于0.01%、过滤、除去沉淀.滤液稀释3倍

稀释液上柱,以5ml/min的流速进入t-PA-IgG-Sepharoes-4B亲和柱(直径4cm*长度40cm)。

用含0.01%的吐温-80 + 2.5万单位/ml的蛋白酶抑制剂aprotinin

+0.25mol/L的KSCN的PH=7.4、0.1mol/L的磷酸缓冲液以同样的流速

洗涤亲和柱,以除去杂蛋白

最后用3mol/L的KSCN溶液洗脱亲和柱,

以每管10-15ml的体积进行分区收集

合并t-PA的洗脱峰,

装入透析袋内,埋入到PEG20000中浓缩至原体积的1/10-1/5。

各t-PA粗提物

(5)t-PA的精制

t-PA粗提物

进Sephadex-G-150柱(直径2cm*长度100cm)

用含0.01%的吐温-80的1mol/L的NH4HCO3溶液以2-3ml/min的流速进行洗脱

以每管10-15ml的体积进行分区收集

合并t-PA的洗脱峰,

于冻干机中进行冻干

得t-PA精品

2、动物细胞的大规模培养方法(细胞培养方式)

按照实际生产可分为悬浮培养、贴壁培养和贴壁-悬浮培养。

1)、悬浮培养

优点:操作简单、培养条件均一、传质和传氧比较好,容易扩大培养规模,可借鉴细菌发酵的经验。

缺点:体积小,较难采用灌流培养。常用反应器为搅拌和气升式。

2)、贴壁培养

优点:适用的细胞种类多,较容易采用灌流培养,达到高密度细胞。

缺点:操作比较复杂,需要合适的贴附材料和足够的面积,培养条件不易均一,传质和传氧较差。

3)、贴壁-悬浮培养(固定化培养)

(1)微载体培养,优点:可创造相当大的贴附面积,载体体积较小,比重较轻,在轻度搅拌下即可携带细胞自由地悬浮在培养基内,发挥悬浮培养的特

长。理想的微载体应具备:生物相容性、无毒性、表面惰性、比重适当

(1.030~1.045g/ml)、粒径均一,在60~250 m之间(溶胀后)、光

学透明、柔软、耐高压灭菌温度、反复多次使用、制备简单、原料充分。

(2)包埋和微囊培养,包埋或包裹在凝胶载体和微囊内的细胞可获得保护,避免了剪切力的损害;可以获得较高的细胞密度;通过控制微囊膜的孔径可使产品浓缩在微囊内有利于下游处理;可采用多种生物反应器进行大规模培养。

(3)结团培养,利用细胞本身作为基质,相互贴附后,再用悬浮的方法进行培养。优点是操作简单、节省微载体用量。

3、动物细胞培养的操作方式

分批式、流加式、半连续、连续式、灌注式、细胞工厂培养,见发酵工程相关内容。

4、动物细胞生物反应器必须具备哪些要求?有哪些类型?特点是什么?

必须具备的基本要求:①材料是无毒性的;②结构性能良好;③密封性能良好;

④理化参数能自动检测;⑤能长期运作;⑥容器无死角;⑦维修方便;⑧设备成

本低。

反应器类型及特点:

1)搅拌罐式生物反应器:主要用于是悬浮细胞培养,微载体培养,微囊和巨载体培养以及结团培养

2)气升式生物反应器:气体通过装在罐底的喷管进入反应器的导流管,致使该部液体的密度小于导流管外部的液体形成循环流。

3)中空纤维式生物反应器:占地空间小,产品产量、质量高,生产成本低,不能重复使用,不能耐高压蒸汽灭菌,需用环氧乙烷或其它消毒剂灭菌,难以取样检测。

4)透析袋或膜式生物反应器:可使细胞达到高密度,又可随意组合进行操作,对产品进行浓缩纯化。

5)固定床或流化床生物反应器:结构简单,装填材料易得。

第三章抗体工程

复习题

1名词解释:抗体、单克隆抗体、多克隆抗体、基因工程抗体

2 什么是单克隆抗体?其特性和局限性如何?与多克隆抗体有何异同?

3 杂交瘤细胞的克隆方法有哪些?

4 大量制备单克隆抗体的方法有哪些,各有哪些优缺点?

5单克隆抗体的性质鉴定的方法有哪些?

6 简述单克隆抗体的制备流程和应用。

7 什么是免疫球蛋白?与抗体的区别是什么?

一、

1.抗体:是指机体受抗原刺激后产生的能与相应抗原特异性结合具有免疫功能的球

蛋白。

抗体的产生:机体免疫系统受抗原刺激后,B淋巴细胞被活化增殖和分化为浆细胞,由浆细胞合成和分泌的球蛋白。

B淋巴细胞与抗体的关系:

B淋巴细胞受抗原刺激后,可产生抗体。

动物体内的B淋巴细胞可产生百万种以上的抗体,每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。

每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体。

2.抗原通常是由多个抗原决定簇组成的,所以常规抗体是多个不同抗原决定簇抗体

的混合物。因而,常规血清抗体又称多克隆抗体(polyclonal antibody),简称多抗。

3.单克隆抗体(Monoclonal Antibody,McAb)即单个B淋巴细胞克隆所分泌的

抗体。是将抗体产生细胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞相融合,通过有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细胞系而产生的。

4.克隆化是指单个细胞通过无性繁殖而获得细胞集团的整个培养过程。这种群体细

胞的生物学特性和功能完全相同。

5.基因工程抗体(Genetic engineering antibody) :根据研究者的意图,采用基

因工程方法,在基因水平,对免疫球蛋白基因进行切割、拼接或修饰后导入受体细胞进行表达,产生新型抗体。主要包括嵌合抗体、单链抗体、人源化抗体、双价抗体和双特异性抗体等。

二、

1.什么是单克隆抗体?其特性和局限性如何?与多克隆抗体有何异同?

答:单克隆抗体(Monoclonal Antibody,McAb)即单个B淋巴细胞克隆所分泌的抗体。是将抗体产生细胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞相融合,通过有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细胞系而产生的。

●优点:

a)在体外“永久”地存活并传代;

b)用相对不纯的抗原,获得大量高度特异的、均一的抗体;

c)适用于以标记抗体为特点的免疫学分析方法;

d)可用于体内的放射免疫显像和免疫导向治疗。

●局限性:

a)固有的亲和性和局限的生物活性限制了它的应用范围;

b)反应强度不如多克隆抗体;

c)制备技术复杂、费时费工、价格较高。

●与多抗相比,单抗纯度高,专一性强、重复性好、且能持续地无限量供应。

2.杂交瘤细胞的克隆方法有哪些?

答:有限稀释法和软琼脂培养法

(1)有限稀释法

材料:

a、96孔细胞培养板等;

b、HT培养基;

c、活力强的杂交瘤细胞;

d、小鼠腹腔细胞。

方法:

a、制备小鼠腹腔细胞。同“细胞融合”一节中的方法。

b、制备待克隆的杂交瘤细胞悬液,用含20%血清的HT培养基稀释至每毫升含2.5、15和50个细胞三种不同的稀释度。

c、按每毫升加入5×104-1×105细胞的比例,在上述杂交瘤细胞悬液中分别加入腹腔巨噬细胞。

d、每种杂交瘤细胞分装96孔板一块,每个稀释度32孔,每孔量为0.2ml,每孔的杂交瘤细胞数分别为0.5、3和10。

e、37℃、7.5% CO2湿润培养7-10天,出现肉眼可见的克隆即可检测抗体;在倒置显微镜下观察,标出只有单个克隆生长的孔,取上清作抗体检测。

f、取抗体检测阳性孔的细胞扩大培养,并冻存。

g、本法中(b)、(c)、(d)也可简化为将计数后的杂交瘤细胞准确地进行系列稀释,直至每毫升含10个细胞,按每孔接种0.1ml细胞悬液,即每孔含1个细胞。

(2)、软琼脂培养法

材料:

a、HT培养基(双倍浓度)。

b、用0.15mol/L NaCl配制的2.0%琼脂糖:称取2.0g细胞培养用琼脂糖,悬浮于100ml

0.15mol/L NaCl,121℃高压灭菌15分钟,分装10ml小瓶,冷却后4℃保存。

c、小鼠腹腔细胞。

d、灭菌平皿。

e、45℃水浴。

f、活力很好的杂交瘤细胞。

方法:

a、在培养皿中制备饲养细胞(小鼠腹腔细胞)单层。

b、临用前将2.0%琼脂糖生理盐水溶液与等量双倍浓度的HT培养液混匀,配成1%琼脂糖培养液,45℃水浴中温育。

c、吸去平皿上层培养液,加入1%琼脂糖培养液3ml,室温10分钟。

d、取杂交瘤细胞悬液1ml,加入1%琼脂糖培养液1ml混匀,铺于上层。

e、37℃、7.5%湿润培养7-14天;克隆生长至2mm时,用毛细吸管吸出克隆,直接转种于含有饲养细胞的24孔板,扩大培养。

f、吸取上清,检测抗体,阳性孔可继续克隆化,或扩大培养、冻存。

3.大量制备单克隆抗体的方法有哪些,各有哪些优缺点?

答:目前制备的方法主要有两种:动物体内诱生法和体外培养法。

(1)体内诱生法取Balb/c小鼠,首先腹腔注射0.5ml液体石腊或降植烷进行预处理。1-2周后,腹腔内接种杂交瘤细胞。杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖,

并产生和分泌单克隆抗体。约1-2周,可见小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹

水,即可获得大量单克隆抗体。

优点:该法操作简便、经济。

缺点:腹水中常混有小鼠的各种杂种蛋白质,因此很多情况下要提纯后才能使用,而且有污染动物病毒的危险。

(2)体外培养法将杂交瘤细胞置于培养瓶中进行培养。在培养过程中,杂交瘤细胞产生并分泌单克隆抗体,收集培养上清液,离心去除细胞及其碎片,

即可获得所需要的单克隆抗体。但这种方法产生的抗体量有限。

优点:抗体单一,比较纯

缺点:制备单抗量极为有限,不适用于单抗的大规模生产,要想体外大量生产就必须进行杂交瘤细胞的大量培养。单位体积内细胞数量越多,细胞存活时间越长,单抗浓度就越高,产量就越大。

4.单克隆抗体的性质鉴定的方法有哪些?

答:1. 杂交瘤细胞鉴定:染色体分析、抗体稳定性分析、外原因子检查。

2.单抗进行Ig的类和亚类鉴定:用羊或兔抗Ig不同类或亚类抗体,进行免疫扩

散或ELISA鉴定。

3.亲和力鉴定常用方法:相对亲和力测定和亲和常数测定

4.纯度含量测定纯度一般用SDS-PAGE 或层析法测定

5.活性测定测效价

6.识别抗原位点测定

7.特异性、交叉反应性测定

5.简述单克隆抗体的制备流程和应用。

答:

(1)、流程:动物免疫→细胞融合→杂交瘤细胞的筛选→单抗的检测→杂交瘤细胞的克隆化、冻存→单抗的鉴定

(2)、应用:用于疾病的诊断和治疗:如利用单克隆抗体检测与某些疾病相关的抗原,辅助临床诊断,或用放射性核素标记单克隆抗体进行肿瘤显像,进行免疫

农业生物技术期末试题.doc

2017 年秋唐河职专种植类基础课期末试卷《农业生物》(满分 100 分)注意:所有答案都要写在答题卡上,写在试题卷上无效 一、选择题(每小题只有一个正确答案,请将正确答案涂在答题装卡上,每小题 2 分,共 50 分。) 1.“种瓜得瓜,种豆得豆”这就是亲代与子代个体之间 号考的() A. 连锁 B.分离 C.遗传 D.都不是 2. DNA 分子具有 () A. 特异性 B.互异性 C.排斥性 D.都不是 场订 考 3.人类成熟细胞染色体数目为 A.n=21B.2n=46C.2n=30D.n=24 4.自由组合规律是发现并首次提出的。 名 姓级班 A.孟德尔B.贝特生C.达尔文D.摩尔根5.减数分裂中,联会发生在() A.姊妹染色单体之间B.非姊妹染色单体之间线 C.同源染色体之间D.非同源染色体之间 6.同一单位性状在不同个体间表现出来的相对差异称

为 A.相对性状 B .变异性状C.表现性状 D.差异性状 7. DNA 分子两条链的盘旋方向() A、同向平行 B、反向平行C 、同向交叉 D 、反 向交叉 8. 一个性母细胞经过一次完整减数分裂过程产生() 个子细胞 A、1 B、2 C、4 D、8 9.减数分裂过程中,同源染色体的配对发生在()。 A.偶线期 B .粗线期 C .双线期 D .终变期 10.减数分裂中,c实现了染色体数目减半() A.前期I B.中期I C.后期I D. 末期 I 11、水稻由高杆变为矮秆,生长在水沟边的植株比其他 的高大()。 A、两者都是可遗传的变异 B 、前者是可遗传的变 异,后者是不可遗传的变异

C、两者都是不可遗传的变异 D 、前者是不可遗传的变 异,后者是不可遗传的变异 12、下列属于相对性状的是()。 A 、大麦的高秆与小麦的矮秆B、人的身高与体重 C.玉米的黄粒与凹陷 D.甜玉米与非甜玉米 13 、已知红花豌豆与白花豌豆杂交,F1 全部是红花豌 豆,让 F1 与隐形亲本测交一代,则测交一代中红花豌 豆和白花豌豆的比例是() A、4:1 B、3:1 C、2:1 D、1:1 14、T 代表() A、胸腺嘧啶 B 、胞嘧啶C、鸟嘌呤 D 、腺嘌呤 15.普通小麦的染色体数目()。 A、24 B、20 C、42 D、46 16、杂种 YyRr 独立遗传,自交后代群体中纯合体的比 例()。 A、1/16 B、1/12 C、1/8 D、1/4 17、下面都不属于相对性状的是()。 A、红葡萄与白葡萄 B、黄菊花与白菊花

海洋生物技术复习 (1)

1.海洋价值 海洋经济价值(海洋资源价值), 海洋军事价值, 海洋科研价值, 海洋生态价值。 2. 宇宙大爆炸 产生地球 原始大气中无机小分子CO2,NH3,H2,CH4 太阳紫外线,闪电,高温作用 小分子有机化合物Aa,核苷酸,单糖,脂肪酸 聚合,缩合反应 有机高分子物质葡萄糖,核酸,多糖 聚集 多分子体系原始生命现代生物界 3.三元界真核生物,真细菌,古细菌 4.海水是稳定的环境 海水的比热高——海水温度的稳定性 海水是一种缓冲溶剂——酸碱性的稳定 5.【河口】 海水和淡水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾。 根据成因的不同,可把河口分为下列几种类型: (1)溺谷型河口海侵淹没的河谷末端,海水直拍崖岸。由于河流较小,或流域来沙不多,虽在湾头或局部地段有泥沙堆积,但溺谷状态仍然保留。 (2)三角洲河口流域来沙丰富的河口,泥沙沉积于河口区,不仅改变其冰后期海侵所形成的溺谷形态,且有三角洲发育。一般而言,三角洲发育于弱潮河口和某些中潮河口以及河流挟带的泥沙不易为沿岸流带走的地区。 (3)峡江型河口在冰川作用过的地区,河槽受冰川挖掘刻蚀,谷坡陡峻,海侵后形成峡江,其河口的特点在于口门附近有深约几十米的岩坎,坎内水深可达数百米,向着内陆可延伸几百公里。这种河口常见于高纬度地带,如挪威的松恩峡湾和苏格兰的埃蒂夫湾。 广义地说,河口湾除真正的河口外,还包括半封闭的沿岸海湾、潮沼和在沿岸沙坝后面的水体。 现代河口是在冰后期海侵的基础上发展而成的 由于侵蚀基准面上升或地壳下降,或由于海水面上升时被海水淹没而形成的漏斗形的狭长三角湾是为溺谷潟湖相应地分为两种类型︰ 1.海岸潟湖︰位于滨岸坝与海岸之间,水域狭长而不规则; 2.珊瑚潟湖︰由环状珊瑚礁环绕或由坝状珊瑚礁相隔而成,水域呈圆形或不规则形状。 6.红树林 “红树林”这一名词并不是指单一的分类类群植物,而是对一个景观的描述(红树林沼泽mangals)。代表一个生境类型。红树植物根植于潮带上层的软泥底所构成的一种类似于温带盐沼的海洋生态类型 我国的红树林分布于海南、广东、广西、福建和台湾等省(区),有16科20属31种。 红树、秋茄树、红茄苳、海莲和木榄等。 7.珊瑚礁形成 岸礁——堡礁——环礁 8.海洋生态环境问题 海洋环境污染

生物技术概论测验考试复习题

现代生物技术概论复习题 一、名词解释 1、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。 2、基因组DNA文库:将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后,与载体DNA重组,再 全部转化宿主细胞,得到含全部基因组DNA的种群,称为基因组DNA文库。 3、蛋白质工程是指:利用基因工程的手段,在目标蛋白的氨基酸序列上引入突变,从而改变 目标蛋白的空间结构,最终达到改善其功能的目的。 4、基因工程:在体外将外源基因进行切割并与一定的载体连接,构成重组DNA分子并导入 相应受体细胞,使外源基因在受体细胞中进行复制、表达,使目的基因大量扩增或得到相应基因的表达产物或进行定向改造生物性状。简单概括,就是将外源目的基因与载体重组后再进入宿主细胞的过程。 5、发酵工程: 是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞(包括动植物、 微生物)参与的工艺过程的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质,服务于人类的一门综合性科学技术。 6、基因和基因组DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因(gene)。一个生 物体的全部DNA序列称为基因组(genome) 5、载体:把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖或表达的工具称为载体。 6、cDNA文库:即由mRNA经过反转录成cDNA,然后来构建文库,构建的文库不包含内 含子。 7、转化:外源DNA导入宿主细胞的过程称之为转化。 8、重叠基因:一个基因序列中,含有另一基因的部分或全部序列。 9、基因组文库:把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中,这个群体即为这种生物的基因组文库。 10、细胞工程:以生物细胞、组织或器官为研究对象,运用工程学原理,按照预定目标,改变生物性状,生产生物产品,为人类生产或生活服务的科学。 11、.外植体:指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。 12、愈伤组织:在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞,多在外植体切面上产生。 13、体细胞杂交:(原生质体融合)指在人工控制条件下不经过有性过程,两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。 14、悬浮培养:是将植物游离细胞或细小的细胞团,在液体培养基中进行培养的方法。 15、原生质体:指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。 16、传代:将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养。 17、原代培养:也称初代培养期。从体内取出组织接种在培养瓶中培养到第一次传代前阶段,一般持续1-4周。 18、细胞系:经过再培养后而形成的具有增殖能力、特性专一、类型均匀的培养细胞。 19、细胞株:将所得到的纯净细胞群,以一定的密度接种在lmm厚的薄层固体培养基上,进行平板培养,使之形成细胞团,尽可能地使每个细胞团均来自一个单细胞,这种细胞团称为“细胞株”。 20、干细胞:干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,它可以化成多种功能细胞。

《农业生物技术》试题_一

《农业生物技术》试题一 班级:_________考号:_________姓名:_________ 一、名词解释(每小题4分,共20分) 1、微生物: 2、培养基: 3、菌落: 4、碳源: 5、纯化 二、填空(每小题0.5分,共25分) 1.微生物的特征为____________,____________,____________,____________。 2.微生物简单的分类主要为____________,____________,____________。 3.1969年,塔克首先提出了五界系统,后经我国学者丰富为六界,分别是____________,____________,____________,____________,____________,____________。 4.一般细菌个体的基本形态分为____________,____________,____________。 5.放线菌菌丝体分为____________,____________,____________三部分。 6.酵母菌的个体类似细菌,大多数为单细胞,一般呈 ____________,____________,____________。有些菌体能相互连接并延长成菌丝体,成为____________。 7.微生物的生长需要____________,____________, ____________,____________,____________,____________六大部分营养。 8.根据微生物所需要的营养和能源不同,将微生物分为 ____________,____________,____________,____________共4种营养类型。 9.培养基按选用营养物质的来源不同,将培养基分为 ____________,____________,____________。 10.按照培养基的形态又可将培养基分别调制成 ____________,____________,____________三种不同形式。 11.食用菌母种的制作过程中纯种的分离常用的方法有 ____________,____________,____________三种。 12.金针菇是一种____________的食用菌,有性阶段产生 ____________,每个担子产生____________个担孢子,有____________,____________,____________,____________4种交配型。 13.金针菇消毒的方式有____________和____________等方 法。 三、判断((每小题1分,共10分。) 1

新型海洋生物制品研究开发

附件四 “十一五”863计划海洋技术领域 “新型海洋生物制品研究开发”重点项目课题申请指南 一、指南说明 “新型海洋生物制品研究开发”是“十一五”国家863计划海洋技术领域重点项目之一。 项目总体目标:针对海洋生物资源的高效利用及海洋生物制品产业的发展趋势,重点以可持续利用的海洋生物多糖及蛋白质资源为对象,利用现代生物工程、酶工程、生物化工及发酵工程等生物技术,通过海洋生物制品产业化关键技术的集成,实现新一代海洋工业生物技术的创新。重点突破生物酶制剂、生物材料及生物农药等生物制品的规模化生产的关键技术,获得一批具有自主知识产权的原创性成果,建立我国海洋生物制品的创新体系,形成具有引领我国海洋生物制品产业发展作用的研发基地,提升我国海洋生物资源的综合开发能力。 项目重点任务:本项目以海洋生物资源为原料,结合现代生物工程及生物化工等技术,研制开发海洋酶制剂、生物材料、生物农药、功能性添加剂等生物制品。 说明:根据863计划有关管理办法和规定,本重点项目参照重大项目任务落实方式,对项目全部内容公开发布课题申请指南,拟支持

的863专项经费控制额为2000万元。要求按照课题进行申请,课题支持年限为4年。 二、指南内容 1. 海洋生物酶制剂规模化生产的关键技术研究 研究目标:建立新型海洋生物酶制剂研究与应用的新技术体系,提升我国海洋生物酶制剂的研发技术水平,获得2~3种具有我国自主知识产权、性能独特的酶制剂产品,实现规模化生产与应用,建立我国海洋生物酶制剂研发基地。 主要研究内容:研发2~3种新型海洋生物酶的制剂技术,研究产业化的发酵过程优化与控制、大容积发酵罐工艺放大与高效分离工艺技术,建立酶制剂的应用工程技术。 主要考核指标:开发2~3种对酸、碱、氧化剂、有机溶剂等物化因子具有耐受性的新型海洋生物酶,完成10吨发酵罐以上规模工业化生产试验,发酵水平达到世界先进水平,酶制剂年产量达到千吨以上;获得饲料添加剂、食品添加剂或兽药等2个相关生产证书及3~4个产品批准文号。申请或获得国家发明专利3~5项,国际发明专利2项。 课题设置:本研究内容拟支持专项经费650万元,拟支持课题数不超过1个。 2. 海洋生物医用材料及产品研究开发

生物技术概论复习题

生物技术概论复习题 一、名词解释 1、细胞融合:两个或多个细胞相互接触后,其细胞膜发生分子重排,导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程。P55 2、干细胞:动物胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的理想种子细胞。P81 3、原生质体:脱去细胞壁的细胞叫原生质体P60 4、目的基因:在基因工程设计和操作中,被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因。P37 5、固定化酶技术:将酶素服在特殊的相上,让它既保持酶的特有活性,又能长期稳定反复使用,同时又可以实现生产工艺的连续化和自动化。方法大致可以分为三类,即载体结合法、共价交联法和包埋法。P126 6、工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。P114 7、转化:通过生物学、物理学和化学等方法使外源裸露DNA进入受体细胞,并在受体细胞内稳定维持和表达的过程。P43 8、胚胎分割;借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。173 9、限制性内切核酸酶:是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列,并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二脂键断开,产生具有5’-磷酸基(-P)和3’-羧酸(-OH)的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。P21 10、SCP :单细胞蛋白,生产蛋白质的生物大都是单细胞或丝状微生物个体,而不是多细胞复杂结构的生物。P184 11、外植体:即能被诱发产生无性增殖系的器官或组织切段。P56 12、生物传感器:用生物活性物质做敏感器件,配以适当的换能器所构成的分析工具。P136 13、基因芯片:利用反相杂交原理,使用固定化的的探针阵列样品杂交,通过荧光扫描和计算机分析,获得样品中大量基因及表达信息的一种高通量生物信息分析技术。又称为DNA芯片P49 14、脱毒植物:用脱毒剂除去寄生病毒的植物。P68 15、植物次级代谢产物:许多植物在受到病原微生物的侵染后,产生并大量积累次生代谢产物,以增强自身的免疫力和抵抗力。植物次生代谢途径是高度分支的途径,这些途径在植物体内或细胞中并不全部开放,而是定位于某一器官、组织、细胞或细胞器中并受到独立的调控。 16、基因治疗:指将目的基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。P240 17、生物能源: 18、单克隆抗体:利用细胞融合技术,在体外大量培养融合细胞,由融合细胞产生大量的抗体。(优点:特异性强、成分均一、灵敏度高、产量大和容易标准化生产。)P226 19、RNA反义技术:天然存在的或人工合成的一类RAN分子,它不能编码蛋白质,但它的核苷酸顺序与某种mRNA可互补配对,所以这种反义RNA可与mRNA结合配对从而干扰mRNA的翻译,使相应的基因不能表达。P243 20、HGP:人类基因组计划,旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。P245 二、基础知识 1、基因工程研究的理论依据是什么?P12 ①不同基因具有相同的物质基础;②基因是可以切割的;③基因是可以转移的;④多肽与基因之间存在对应关系;⑤遗传密码是通用的;⑥基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。

海洋生物制药的研究现状及展望

海洋药物研究发展现状及展望 摘要:现代生物技术在制药产业中发挥了重要作用,海洋生物技术的出现和发展推动了海洋生物药物的研究,是今后生物技术药物的发展方向。综述了生物技术在海洋药物开发中的应用,并展望了新世纪海洋生物制药的前景。 关键词:海洋生物药物生物技术基因工程研究展望 海洋生物是巨大的生物资源库,由于海洋环境的特殊性和科学技术手段的限制,以往人们对海洋生物的研究和开发受到严重的限制。现代生物技术的迅速发展为研究和开发海洋生物搭建的平台,提供了锐利的武器。海洋生物技术是将现代生物技术的各种技术手段,基因工程技术、细胞工程技术、微生物技术、酶工程技术、生化分离技术等应用于海洋生物领域形成的现代生物技术的重要分支[1]。 海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展,已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料,特别是近年来生物技术的迅猛发展,为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合,已成为当今海洋药物研究发展的主流,并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。随着海洋开发步伐的加快和现代生物技术的广泛应用,从海洋生物中发现活性天然产物,并将其开发成新型药物得到了研究人员的普遍重视[2]。 (一)海洋生物活性成分的研究 1、海洋生物药物 21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战,一直以来作为药物主要来源的陆地生物正面临着被开发殆尽的危险。向海洋进军,开发海洋药物迫在眉睫。海洋作为一个特殊的生态系统,在某种意义上,本身就是一个复杂的培养体系。海洋生物处于高盐、高压、低温和无光照的环境中,相互间的生态作用多是通过物种间化学作用物质如信息素(pheromones)、种间激素(kairomones)、拒食剂(feeding deterrents)等来实现,远比陆生生物复杂和广泛,这导致海洋生物,特别是深海生物体内含有与陆地生物无法比拟的化学结构奇特、新颖并具有高活性、高药效的先导化合物,为新药研发提供了大量模式结构和药物前体[3]。 2、海洋天然活性成分的发现

生物技术概论复习资料

一、名词解释 1.代换系:是指受体材料的染色体被外源染色体取代后形成的个体。 2.基因工程:是根据预先设计要求,借助实验室技术,将某种生物的基因转移到另一个体中,使后者定向获得新的遗传性状或者生产某种产品。 3.遗传标记:是指可遗传的、特定的、易于识别的生物体特性。 4.细胞全能性:是指生物体的每个细胞都具有该物种的全部遗传信息,离体细胞在一定的培养条件下具有发育成完整个体的能力。 5.不对称杂交:在原生质体融合前,利用X 射线等处理其中的一个亲本,使其核基因组失活,然后用这种失活的原生质体与正常或者经过化学处理的原生质体进行融合。这种原生体融合方式叫不对称杂交。 6.异附加系:是指添加了外源染色体的个体。 7.遗传工程:是根据预先设计要求,借助实验技术,将某种生物的基因或者基因组转移到另一个体中, 使后者定向获得新的遗传性状或者生产某种产品。 8.细胞学标记:是指某个体或者物种特有的染色体数目、核型、带型特性。 9.外植体:是指从特定生物体上切取下来、用于组织培养的离体材料。 10.不对称杂种:在不对称杂交交时,供体原生质体只给受体原生质体提供其基因组中的少量染色体或染色体片段,并与受体原生质体的完整基因组染色体共存。这种不对称杂交所产生的融合细胞,叫不对称杂种。 11.共抑制:当受体被导入一个与受体内某基因同源的基因时,导入的基因及受体中与外源同源的基因的表达都可能减弱的现象。 12.遗传累赘:当一条载有目的基因的外源染色体导入受体后,受体往往表现出供体亲本的某些不良特性的现象。 13. 愈伤组织:是指在培养或自然条件下植物细胞经脱分化不断增值形成的由薄壁细胞组成的不定组织。 14.染色体组:维持某一物种生命活动所需的最低数目的一套染色体,也是该物种发生数目变异时所所需的最低数的一套染色体。 15.原生质体:是指去掉纤维素外壁的具有生活力的裸露细胞。 二、简答题 1. 请你说明互补选择(杂种体细胞选择方法)的原理。 互补选择法是利用天然或者人工诱发的营养缺陷型及抗性突变细胞对异核体进行选择。以烟草双突变体杂种体细胞选择为例,该双突变体(硝酸还原酶缺陷突变、链霉素抗性突变)在含有还原态氮和链霉素的培养基上能正常生长。如果利用这个双突变体的原生质体与另一无选择性标记的亲本原生质体融合,融合产物置于加有链霉素、但不加还原态氮的培养基上。双突变体的同核体由于缺乏硝酸还原酶不能正常生长;另一亲本的同核体由于不抗链霉素,也不能生长;只有同时含有双方遗传物质的异核体才能正常生长,从而可达到筛选异核体的目的。 2. 请你用一简单的示图说明分子标记辅助选择的原理。 3. 请你简要说明,目前基因工程所面临的主要问题。

农业生态系统期末重点复习题

海克尔与生态学:1866年,德国动物学家海克尔初次把生态学定义为“研究动物与有机无及机环境相互关系的科学”从此,揭开了生态学发展的序幕。这就标志着生态学的产生。坦斯列与生态系统:1935年,植物生态学的英国学派坦斯列第一次提出了生态系统的概念。 奥德姆与生态学基础:美国生态学家奥德姆从20世纪50年代开始研究遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流。1952年,他出版了《生态学基础》一书,确立了生态系统生态学的地位。 生态学的研究对象:(1)生物生存环境(2)生态因子(3)种群(4)群落(5)生态系统(6)生态平衡阈值(1)生物生存环境①物理环境:包括生物的物质环境即由大气圈、水圈、岩石圈及土壤组成,有两个特征:空间性、营养性;其次包括生物的能量环境,能量来自太阳,具有惟一性、区间性的特征。 ②生物环境:则是生物圈的集中反映。由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈这几个圈层的交接界面所组成,这几个圈层交接的界面里有生命在其中积极活动,称之为生物圈,为生物生长、繁殖提供必要的物质和所需的能量。 (2)生态因子

生境:指的是在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体存活数量有影响的空间条件的总和。组成生境的因素称生态因子。生态因子包括:非生物因素即物理因素和生物因素。 (3)种群: 指一定时空中同种个体的总和。具有整体性和统一性,种群特征反映了种群作为一个物种所具有的特征和其具有 的统一意义的“形象”。种群是物种、生物群落存在的基本单位。 (4)群落 指一定时间内居住在一定空问范围内的生物种群的集合。可简单地分成植物群落、动物群落、微生物群落三大类,也分为陆生生物、水域生物群落二种。 (5)生态系统 生态系统一词最初由英国生态学家坦斯利于1935年提出。 生态系统是一定空间内生物和非生物成分通过物质的 循环,能量的流动和信息的交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。 (6)生态平衡阈值

海洋生物技术1教材

海洋生物技术重点 1.海洋占地表的71%,生物圈的85%,水圈的97.5%,共3.6亿Km2,深度>500m占66%最深的是11521m。 2.近海太阳能有光合作用,深海,黑暗地热 3.海洋是“蓝色聚宝盆”:海洋油气,海洋金属矿藏,海洋能源,海水,海洋生物 课程主要内容: 1、海洋生物学/资源与技术概论 2、海洋水产养殖与技术篇章 3、海洋食品开发与技术篇章 4、海洋药物开发与技术篇章 5、海洋微生物资源与开发技术篇 6、海洋环境保护与生物技术篇 《海洋生物资源的综合利用》、《海洋生物技术》、《海洋生物技术研究进展》 绪论 1.生命起源 宇宙大爆炸,地球产生,原始大气无机小分子(小分子有机物,有机高分子,多分子体系,原始生命)现代生物界 2、生物种类(100多万) 海洋微生物:病毒,细菌,真菌 海洋动物:浮游生物,底栖生物,游泳生物 海洋植物:海藻(微型,大型),种子植物 红树林富含单宁酸,氧化后为红色,故称“红树”,生长于陆地与海洋的交界滩涂浅滩。作用:防风消浪,促淤保滩 3、海洋微生物占海洋生物总量的90%,0.1-2亿种,包括病毒、古菌、细菌、粘细菌、微藻、真菌等; 研究内容:新物种,新活性次级代谢产物发现,生物遗传-代谢调控,地化循环4、海洋是 十分独特的生态环境:高盐、高压、低温、低光照、寡营养、无光、局部高温分解者:促进物质循环,微生物多是分解者 5、海洋生物资源特点: 多样性:数量种类远超陆地生物 再生有限性:通过自身调节,不断更新再生 波动性:数量会随海洋环境变化 共享性:财富公共性 游动性:少数固着生活外,都游动

隐蔽性:数量与变化难以直接观察 6、海洋生物分类:生物七级分类单元(分类阶元或分类群) 界Kingdom(拉:Regnum) 门Phylum或Division(拉Divisio) 纲Class(Classis) 目Order(Ordo) 科Family(Familia) 属Genus 种Species 在这七级中,在必要时每一级都可有若干辅助单元,故共可有十余级。 7、按生活方式分:浮游生物,底栖生物,游泳生物 按生物学特征分:1.海洋植物(海藻,红植物) 2.海洋动物(脊索动物门、棘皮动物门、节肢动物门、软体动物门、腔肠动物门、海绵动物门) 3.海洋微生物(细菌、真菌、放线菌、病毒等) 8、海洋生物多样性 生物多样性:指生物之间的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性的总称,包括生物的遗传多样性,物种多样性,生态系统的多样性三个层次。 遗传多样性:遗传基因多样 物种多样性:生物种类多 化学多样性:生物活性物质多样 生态系统多样性近海、大洋、热泉、河口、红树林、珊瑚礁生物群落 9、海洋生物学范畴 海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支。 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化,生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化、遗传。其目的是阐明生命的本质,海洋生物的特点习性,及其与海洋环境间的相互关系,海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律,进而利用这些规律为人类的生产生活服务。 海洋生物学研究的内容极为丰富,且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展,生物学的各个领域在海洋生物学的研究中均有相应的发展。 (1)研究内容: 海洋生物学的研究对象为海洋生物,这是它区别于普通生物学的主要特点,研究内容主要包括海洋生物的分类和区系分布: 按进化关系和形态差异划分为:微生物,植物,动物 按生态特征和生存方式划分为:浮游生物,底栖生物,游泳生物 海洋生物的区系划分是为了解海洋生物的分布,生物资源量变动等基础生物学研究的主要内容。 (2)海洋生物的生殖、生长、发育和遗传 发育、遗传和进化是当代生物学研究的三大重要课题,从分子水平和基因水平揭示海洋生物的遗传规律已成为海洋生物学的重要内容。 (3)海洋生物的生理生化

生物修复技术

生物修复技术作为一项有效的环保处理技术被应用始于上世纪70年代初。由于其具有设备简单、操作方便、经济可靠的特点,生物修复技术在全球范围内得到了迅猛的发展并被广泛应用于石油、化工、制药、矿山等行业的污染处理,成为土壤和地下水污染处理的首选技术。作为一种新兴的环保技术,生物修复技术具有广泛的市场发展前景。举例来说,在美国大约有750000个各种地下储罐,一半以上为石油或汽油灌,其中有超过300000个存在泄漏现象,并以每年30000左右的速度递增。生物修复技术被证明是目前处理此类污染的最经济和有效的环保技术。 关于生物修复技术在处理含油泥沙(主要产生于油田、炼油厂和石油泄漏)的应用,国外进行了大量的研究和实践。逐渐形成了一套较为成熟和可靠的工艺,并取得了不错的处理效果。总的来讲,这些工艺可分为异位生物修复和原位生物修复两种。其中异位生物修复主要包括composting(堆肥)和landfarming工艺,而原位生物修复主要包括Bioventing(生物通风)和soil vapor extraction (土壤气抽吸)工艺。作为一项较为复杂的环保技术,生物修复牵涉环保、生物、水文、地质等多个学科。因此,影响生物修复处理效果的因素也很多,大致包括生物种类及活性、污染物种类及浓度、土壤条件(土质、湿度、pH等)、营养成分、充氧状态以及温度等。所以,一个有效的工程方案在选择合适的工艺的基础上,还必须监测和控制适当的影响因素,才能达到最佳的处理效果。影响因素的参数确定和优化必须采用试验与实践相结合的方法来获得。 一、异位生物修复工艺 1、Composting(堆肥)

堆肥工艺就是将污染的土壤与一定量的填料混合后垒成土堆,土壤中的微生物在适当的条件下进行新陈代谢的同时将污染物降解并去除。填料的作用是改善土壤结构,提高空隙率,增加充氧效果,并提供适合微生物生长的温床。填料主要有稻草、木屑、鸡粪、牛粪、或活性污泥等。添加比例应视土壤结构和污染物的种类和浓度而定,通常为5%~40%不等。为提高处理效果,通常需要充氧、提供营养物质并保持适当的湿度。微生物新陈代谢所产生的热量能使土堆内部的温度高达30~60 C, 较高的温度能促进微生物的降解过程,达到较理想的处理效果。工程中,对土堆内部温度变化的监测能为充氧量提供依据。 通常堆肥工艺根据形式不同又分为Static Pile (Biopile)、Windrow、和Closed Reactor三种工艺。由于Closed Reactor工艺处理费用高从而限制了它的应用。工程中应用最广泛的是Biopile 和Windrow工艺。这两者的主要区别是供气方式的不同。Biopile是靠鼓风或抽吸的方式利用管路向土堆内充氧。而Windrow 则是利用人工或机械定期翻土来达到向土堆中充氧的目的。美国艾斯特技术工程公司在美国数十个石油污染土壤的生物修复工程均采用了Biopile 或Windrow工艺。统计数据表明,经过3-6个月的处理,TPHs的浓度下降了80%以上,处理效果明显。 2、Landfarming Landfarming是一种最简单的生物修复技术之一。它是将待处理的土壤以一定的厚度均匀的铺在事先经过处理的不透水的平地上,定期用类似爬犁的工具耕土; 在适当的条件下,利用土壤中的微生物的新陈代谢作用去除污染物。耕地的目的是提供充足的氧气和起到混合搅拌的作用。通常土层的厚度为15-40cm, 视处理

海洋生物制药发展和应用前景

海洋生物制药的发展和前景 学号:1020120109 班级:生物工程1011 姓名:沈晓强 【摘要】:海洋蕴藏着丰富的药物资源,即大量的活性物质,随着海洋生物制药的发展海洋药物的研究和开发已经成为各国互相竞争的重点。随着生物制药的快速发展及细胞工程、基因工程和酶工程的广泛而深入的应用,海洋生物制药的发展更具科学性,有着广阔的前景。从海洋生物制药现状、海洋生物制药的发展、海洋生物制药的前景和我国海洋生物制药的情况四方面综述了海洋生物制药的最新情况。 【关键词】:海洋生物制药;生物制药;基因工程;海洋药物 一、海洋生物制药的现状 众所周知,海洋占地球表面的70%,是迄今所知最大的生命栖息地,海洋中有机物的品种是陆地上的两倍,因此,大多数科学家都坚持认为,海洋药物的研究将会给不断遭受疾病灾难的人类带来更多的希望。海洋是一个开放性复杂系统,在海洋特殊的生态环境里生活着20多万种动、植物和大量的微生物。这些海洋生物含有与陆地生物不同的、化学结构特异的活性物质(化合物)。特别是那些身上充满生物活性分子、利用化学方式保护自己的海洋物种,很可能蕴含丰富的药物资源,开发价值不可估量。 实际上,自20世纪60年代初开始,海洋生物资源便成为医药界关注的新热点,海洋药物研发更是引起了各国的关注。1967年在美国召开了首次海洋药物国际学术讨论会。近年来,美国国家研究委员会和国立癌症研究所每年用于海洋药物开发研究的经费各为5000多万美元,美国卫生研究院(NIH)的海洋药物资金每年增长幅度达11%以上,与合成药、植物药基本持平。 日本于1988年设立了海洋生物技术研究院,并投巨资建立两个药物实验室,每年用于海洋药物研究开发的经费约为1亿多美元。欧盟于1989年制定了海洋科学和技术计划,每年用于海洋药物开发研究的经费约为1亿多美元,由欧

(完整版)食品生物技术导论复习题

一、名词解释 诱变育种:利用诱变剂处理微生物细胞,提高基因突变频率,再通过适当的筛选方法获得所需高产优质菌种的方法。 代谢控制发酵:是指利用生物的、物理的、化学的方法,人为的改变微生物的代谢途径,使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。 寡核苷酸介导诱变(oligonucleotide-directed mutagenesis): 指在DNA水平上改变氨基酸 的编码序列,也称定点诱变(site-specific mutage nesis); 补料分批培养:在分批培养过程中补入新鲜的料液,以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。临界溶氧浓度:指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。 诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样的酶叫诱导酶 固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶 非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学? 抗体酶:是一种具有催化作用的免疫球蛋白,属于化学人工酶 细胞培养:是指动植物细胞在体外条件下的存活或生长,此时细胞不再形成组织. 愈伤组织:在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。 接触抑制:细胞从接种到长满底物表面后,由于细胞繁殖数量增多相互接触后,不再增加。细胞系:原代细胞经第一次传代后,形成的细胞群体,即具有增殖能力,类型均匀的培养细胞,一般为有限细胞系。 抗性互补筛选法:利用亲本细胞原生质体对抗生素、除草剂及其它有毒物质抗性差异选择杂种细胞。细胞拆合:是指以一定的实验技术从活细胞中分离出细胞器及其组分,然后在体外一定条件下将不同细胞来源的细胞器及其组分进行重组,使其重新装配成为具有生物活性的细胞或细 胞器. 基因重组(gene recombination): 是指DNA片段在细胞内、细胞间,甚至在不同物种之间 进行交换,交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。 克隆:来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 限制性内切酶:限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶,能将外来的DNA切断,由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶。 黏性末端:被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。 CCCDNA色大多数的天然DNA质粒具有共价、封闭、环状的分子结构,即CCCDN A 回文结构:在切割部位,一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。 基因探针:是一段与目的基因互补的核酸序列,可以是DNA,也可以是RNA,用它与待测样品DNA 或RNA进行核酸分子杂交,可以判断两者的同源程度. Dot印迹杂交:将待测DNA或RNA的细胞裂解物变性后直接点在硝酸纤维素膜上,不需要限制性酶进行酶切,既可与探针进行杂交反应. cDNA文库:是指某生物某一发育时期所转录形成的cDNA片段与某种载体连接而成的克隆的 集合。 二、填空题 1.1972年斯坦福大学的Berg等人完成了首次体外重组实验,并首次用限制性内切酶切割 SV40的DNA片断与噬菌体的DNA片断,经过连接,组成重组DNA分子,他是第一个 实现DNA重组的人。

山东春季高考农业生物技术复习题(含计算题)

遗传部分习题 简答题 1.述减数分裂与遗传三大规律之间的关系。 答:减数分裂是性母细胞成熟时配子形成过程中的特殊的有丝分裂,减数分裂过程中染色体的动态变化直接体现了遗传学的三大规律的本质。间期时完成了染色体的复制及相关蛋白的合成,结果每条染色体有两条染色单体构成。前期Ⅰ的偶线期同源染色体联会,粗线期同源染色体的非姊妹染色单体出现交换(基因交换),中期Ⅰ同源染色体排列在赤道板的两边,后期Ⅰ同源染色体分离(基因分离),非同源染色体自由组合(基因自由组合)分别移向细胞的两极,一条染色体上的遗传物质连锁在一起(基因连锁);减数第二次分裂重复一次有丝分裂。这样形成的配子中各自含有双亲的一套遗传信息,又有交换的遗传信息,配子结合成合子后发育成的个体既有双亲的遗传信息,又有变异的遗传物质。 2.自由组合定律的实质是什么? 答:控制两对性状的两对等位基因分别位于不同的同源染色体上,在减数分裂形成配子时,每对同源染色体上的每一对等位基因发生分离,(2.5分)而位于非同源染色体上的基因之间可以自由组合。(2.5分) 3,大豆的紫花基因H对白花基因h为显性,紫花×白花的F1全为紫花,F2共有1653株,其中紫花1240株,白花413株,试用基因型说明这一试验结果。 答:∵紫花×白花的F1全为紫花∴紫花为显性。(1分) 可以设亲本中紫花基因型为HH,白花为hh, 则 F1为Hh,即全为紫花(1分)∴ F2的基因型比例为:HH:Hh:hh=1:2:1 (1分)又∵紫花为显性。∴ F2的表现型比例为:紫花:白花=3:1 (1分)∴本实验的F2中紫花和白花的比例约为3:1,是符合分离规律的。(1分) 4.试述交换值、连锁强度和基因之间距离三者的关系。 答:交换值是指同源染色体的非姊妹染色单体间有关基因的染色体片段发生交换的频率。(1分)交换值在0%~50%之间变动,交换值越接近0%,说明连锁强度越大,基因之间距离越小;(2分)交换值越接近50%,连锁强度越小,基因之间距离越大。(2分) 5. 异源八倍体小黑麦是如何育成的? 答:小麦AABBDD×黑麦RR (2分) ABDR (2分) 小黑麦AABBDDRR (1分)

环境生物修复技术复习题

2016环境生物修复技术复习题 一、名词解释 1、原位生物修复 指在污染的原地点采用一定的工程措施进行生物修复。采用工程措施但不挖掘或抽取地下水等方法。 2、环境生物技术 直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能.建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统,称之为环境生物技术。 3、膜污染 膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 4、稳定塘处理技术 稳定塘旧称氧化塘或生物塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。 5、植物促进 也称之为植物提取,植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。一般指那些能累积超过叶子干重%的Mn,或者%

的Co、Cu、Pb、 Ni、Zn,或者%的Cd的植物。目前世界上有 500多种这样的植物。 6、湿地处理系统 人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能,且可认为监督控制的废水处理系统,是一种集物理,化学,生化反应于一体的废水处理技术;一般由人工基制和生长在其上的水生植物组成,是一个独特的土壤,植物,微生物综合生态系统。 7、土地处理技术 利用土壤-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能对被污染的河水进行异位处理的技术。 8、矿化作用 指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单的无机化合物如含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物和含氯化合物等的过程。 9、生物强化 是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。 10、生物冶金 生物冶金技术,又称生物浸出技术,通常指矿石的细菌氧化或生物氧化,由自然界存在的微生物进行。这些微生物被称作适温细菌,大约有微米长、微米宽,只能在显微镜下看到,靠无机物生存,对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。 12、颗粒污泥 颗粒污泥是指UASB工艺中起净化污水作用的污泥颗粒。好氧颗粒污泥

美国海洋生物技术成就与未来

美国海洋生物技术成就与未来 1. 海洋生物技术当前面临的挑战 (1) 水生生态系统中的生物竟占地球生物的80%以上,我们对这些生物的生物化学特性所知甚少。我们面临的挑战就是为了拯救生命,提高生活质量,发现这些特殊生物所具有的生物属性; (2) 由于细菌和污染物的关系,目前美国约40%的沿岸海域已不适于游泳。我们面临的挑战是开发可鉴定生态应力源的生物技术,制定保护和恢复沿海资源的策略; (3) 对鱼类种群动力和病害影响的认识是管理资源必不可少的条件。我们面临的挑战是研制能让科学家和管理者鉴别种群,防治新出现的病害,保护渔业和生态资源的分子技术; (4) 源自海产品的疾病给公共卫生和沿海经济带来负面影响。我们面临的挑战是应用分子技术,开发快速诊断化验,确保食用海产品的安全和水产业的活力。 2. 最近取得的重大成就 最近,海洋生物技术在许多关键领域取得了显著成就: (1) 从海洋柳珊瑚中分离出的一种抗炎症药剂——假蕨素(pseudopterosin)每年的市场产值为300万~400万美元; (2) 目前处于临床试验阶段的4个海洋天然产品的潜在市场产值在10亿美元以上; (3) 聚合酶链式反应的应用现在能使公共卫生官员在一次快速化验中同时鉴别牡蛎细胞组织中多种微生物病原体; (4) 能降解污染物的微生物和吸附金属的藻类正大大加强环境修复能力; (5) DNA指纹有助于关键渔业的管理和产品鉴定; (6) 有害藻华生成生物的分子探头能让管理者更好地预测潜在的健康风险; (7) 评估造成如内分泌紊乱一类污染物影响的分子生物工具的

开发正取得迅速进展。 3. 海洋生物技术的未来 生物技术革命为科研和经济发展创造了巨大的机会。仅基于生物技术的医疗产品的世界市场2005年达到240亿美元。尽管生物技术应用到海洋环境的研究目前还为数不多,但这些研究的前景看好。海洋植物、动物和微生物是从复杂的生态系统中进化而来的,产生了许多特殊的生物化学品。实验证明,这些海洋天然产品具有治疗癌症和炎症的潜力,而且可有效地预防艾兹病。极端海洋环境中(如海底热液裂口和极地)的微生物为工业提供了具有极高温和极低温商业应用前景的“极端酶”(estrem-ozymes)。海洋硅藻硅生产控制研究已在纳米制造新兴领域得到应用,前景看好。这类海洋产品和过程的经济潜力是巨大的。 在环境领域,上述同样技术也带来同等重要的机会。监测生物过程、治污和废物利用等下一代技术将与这些新式生物技术密切相关。目前,分子技术的应用正影响着海洋和沿海的管理,赋予我们鉴别目标生物生态应力的新途径。分子生物学已向环境管理者、水产品加工商和水产养殖业提供了可利用的手段,使他们可更好地进行重大资源问题和经济问题决策。 美国现已确定海洋生物技术未来5个优先发展领域: 3.1 海洋天然产品 分子生物学、细胞生物学、化学、药物学和生态学将用来发现、评价和合成存在于海洋生物中的奇特天然产品。河口和湖泊厌氧区一类的特殊海洋环境、深海热液裂口、珊瑚礁和北极海域将是重点关注区。沼泽、湿地,甚至含污染物的环境可提供新颖生物及其产品的丰产场所。技术开发项目将确保医药行业和其他工业所使用的生物材料的充分生产。 3.2 生物分子过程的发现 海洋生物利用特殊机制产生矿化和生物分子复杂结构是当前科研的重点。对化学信号和信号传导等新领域的认识对于我们增进对生

相关主题
相关文档 最新文档