现代生物技术导论.

《现代生物技术导论》课程简介Introduction to Modern Biotechnology一、课程编号：060340二、课程类型：必修课课程学时/学分：理论教学学时40学时/2.5学分适用专业：生物技术（本科）专业先修课程：植物学及实验，动物学及实验，微生物学及实验，生物化学及实验三、内容简介：现代生物技术导论（Introduction to Modern Biotechnology）是一门全面介绍现代生物技术的原理和应用的学科,课程从多个角度向学生全方位的介绍现代生物技术的概念、原理、研究方法和应用实例，内容涉及DNA重组技术，蛋白质工程，发酵工程，现代生物农药和肥料，动植物基因工程，重组疫苗，分子诊断和基因治疗等内容。

它的内容体现原理和实际相结合的原则,内容具有全、新特点。

正是由于这些特点，现代生物技术导论是针对生物技术专业高年级本科生开设的一门课程，在讲授上注意理论和实际应用相结合的原则，注意增加教材没有的而正在被逐渐应用的生物技术的内容。

由于课时的原因，注意抓住重要的生物技术，尤其是和医学、农学紧密联系的学科的内容，开脱学生的思路。

在课堂讲授时积极引导学生在方法上改进的思考，培养学生理论和实际相结合的思维。

四、选用教材：《现代生物技术导论》，瞿礼嘉，顾红雅，胡苹，陈章良编著，高等教育出版社，1998《现代生物技术导论》课程教学大纲一、课程编号：060340二、课程类型：必修课课程学时：理论教学学时40学时/2.5学分适用专业：生物技术（本科）专业先修课程：植物学及实验，动物学及实验，微生物学及实验，生物化学及实验三、课程性质与任务：《现代生物技术导论》是一门全方面介绍生物技术原理和应用的课程，是在学生学习生物技术各分支课程的基础上开设的系统学习生物技术的核心课程，该课程为生物技术专业高年级本科生限选课程，任务是全方位介绍现代生物技术的概念，原理，研究方法和应用实例四、教学主要内容及学时分配1 现代生物技术革命2学时生物技术的含义生物技术发展简史生物技术对经济社会发展的影响2 DNA重组技术和基因操作 3核酸的结构和功能基因工程工具酶和DNA加工基因克隆载体目的基因的基因导入受体细胞克隆子的筛选和鉴定3 原核生物的基因表达和操作 2原核生物的基因结构和表达特点有功能启动子的分离可调控强启动子驱动的基因表达原核生物表达产物的分离纯化4 基因诱变和蛋白质工程 2蛋白质工程简介基因诱变定点诱变在蛋白质工程中的应用蛋白质改造的其他常用方法用蛋白质工程对限制性内切酶进行改造5 通过重组原核微生物生产商品2生产蛋白药物生产维生素生产具有活性的生物小分子生产多聚物6 现代发酵工程 2微生物生长动力学发酵过程的优化生物反应器典型的大规模发酵系统发酵产品的下游处理7 重组微生物在农药、肥料以及环境治理中的应用2微生物杀虫剂动物杀虫剂防治植物病害的微生物生物除草剂降解非生物物质淀粉和其他含糖废液的利用木质纤维的利用利用微生物生产蛋白质污水的微生物净化微生物采矿8 真核细胞中重组蛋白的表达3学时酵母表达系统昆虫细胞表达系统哺乳细胞表达系统9 植物基因工程3植物转化的方法植物抗病的分子机理及抗病基因工程农作物基因工程花卉基因工程植物作为生物反应器转基因植物的生物安全性问题10 转基因动物 3转基因动物概论转基因动物方法转基因动物应用基因打靶的原理和应用克隆动物11 单克隆抗体和抗体工程3抗体的结构和功能单克隆抗体单克隆抗体的改造和应用抗体表达系统12 现代分子诊断技术2酶联免疫吸附测定DNA诊断系统遗传疾病的分子诊断技术癌症的分子诊断技术环境微生物的检测13 预防性及治疗性疫苗3疫苗简介DNA免疫活体重组疫苗及其载体细菌及其他疫苗艾滋病和肿瘤疫苗针对自身免疫疾病的疫苗治疗性疫苗14 人类基因的克隆3人类基因组计划及其研究方法遗传连锁与基因作图人类基因的分离筛选方法定位克隆法的局限性15 人类疾病的基因治疗3基因治疗的现状及回顾基因转移载体外源基因的导入方法基因治疗的方式反义疗法癌症的基因治疗其它疾病的基因治疗16 现代生物技术专利2现代生物技术制药的规则和要求现代生物技术专利现代生物技术的伦理问题五、教学基本要求通过教学，使学生全面理解和掌握现代生物技术的概念，原理，研究方法和应用实例，并能应用相关方法解决实际问题六、课程内容的重点和深广度要求重点是现代生物技术的相关概念，原理，研究方法。

现代生物技术与生物工程导论现代生物技术与生物工程导论生物技术和生物工程是现代生物科学发展的两个重要方向。

生物技术是指利用生物学、化学、物理学、计算机等多学科知识，通过对生物体的结构、功能及其相互关系的研究，掌握生物基因、细胞、组织、器官的特点，建立相应理论与技术手段，从而改变和控制生命现象的过程。

而生物工程则是将生物技术的知识和技术应用于生物产品的生产和应用，是产业化生物技术的重要组成部分。

从这个角度来说，现代生物技术和生物工程具有不可忽视的重要性。

这些领域不仅仅是应用于生命科学研究，也涵盖了药物研究、食品领域、环境保护等等多个领域，进而在科技革命中扮演着至关重要的角色。

现代生物技术发展至今已经有了很多种类，如基因编辑、合成生物学、干细胞技术等等。

其中，基因编辑是指通过人工改变引起一系列特定的基因突变以创造心目中理想的基因，这种技术被发现有种种应用，在人类疾病管理领域中的前途有着十分广阔的应用价值。

合成生物学是一个新兴的生物学领域，它通过对自然物质，自然进程及其互动的完全理解来设计现代高级生命系统。

干细胞技术，则是浩浩荡荡的细胞治疗这一划时代的现象。

生物工程可以应用于食品工业、药物产业、制造业、污水处理等领域。

在生产工作中，它可以通过调整菌株、添加剂、生产流程等因素以达到生产不同产品的目的。

从而被证明可以解决许多传统技术所遇到的难题。

例如，通过基因工程技术重新设计酶系统，利用代谢途径逐级优化生物产物的合成途径，提高精度和效率，是生物工业生产中最为常用的方法。

同时，生物技术和生物工程也可以应用于生物医学领域，在治疗癌症、糖尿病、心血管病等多种疾病上发挥着重要作用。

例如，生物技术可以通过干细胞技术重建身体组织，生成更精准的蛋白质药物，为疾病治疗提供新方法。

而生物工程同样可以创建更为有效的药物，例如，一些靶向治疗药物的研究。

然而，尽管生物技术和生物工程已经在许多领域得到了成功应用，但是它们也存在一些问题和隐忧。

《现代生物技术导论》教学大纲《现代生物技术导论》教学大纲课程编号：4060336 开课院系：化学与生物工程学院生物科学与工程系课程类别：本专业必适用专业：生物技术课内总学时：32 学分：2先修课程：生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学、生物技术制药基础审定：杜宏武一、课程教学目的本课程让学生系统了解现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。

内容主要包括(1) DNA重组、蛋白质与酶工程、动植物细胞工程、微生物发酵工程，(2) 医药、农业、食品、环保、能源等应用生物技术，(3) 重组疫苗、抗体工程、生物芯片、分子诊断、干细胞、基因治疗等现代生物技术的前沿领域。

二、课程教学基本要求1．课程重点：本课程的重点在于理解并掌握现代生物技术如基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程及抗体工程等基本理论及其应用。

2．课程难点：本课程的难点在于掌握以基因工程为核心的现代生物技术的新的技术和实际应用。

3．能力培养要求：通过本课程的教学，帮助学生掌握生物技术的基本方法原理，了解生物技术在科学研究、国民经济、社会生活中的应用和生物技术前沿领域的新进展。

为学生将来从事该领域科研、创业和实践工作奠定基础。

并且要求学生准确理解生物技术的基本概念和基本原理，系统掌握现代生物技术领域的主要方法与应用技术。

提高学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

三、课程教学内容与学时课堂教学( 32学时）1．绪论(2学时)1.1 了解现代生物技术的产生1.2 了解现代生物技术的商业化情况1.3 了解现代生物技术的前景1.4 了解中国的现代生物技术发展现状2．DNA重组技术与基因操作（2学时）2.1 了解DNA分子的基本结构与基本功能2.2 介绍类型II限制性内切酶的特点和主要用途2.3 理解并掌握基因工程的克隆载体2.4 了解原核细胞的转化和筛选的原理和方法3．原核生物的基因表达与操作（2学时）3.1 了解原核生物基因的转录和翻译3.2 了解有功能的启动子的分离3.3 理解并掌握可调控强启动子的分离3.4 理解并掌握融合蛋白和非融合蛋白的表达及纯化3.5 了解原核表达载体3.6 了解在原核生物中提高蛋白质表达量的方法3.7 了解原核生物表达产物的分离纯化4．基因诱变及蛋白质工程（2学时）4.1 基因诱变4.2 定点诱变在蛋白质工程中应用4.3 蛋白改进的其他常用方法4.4 了解用蛋白质工程对限定性内切酶进行改造的方法5．通过重组原核微生物生产商品（2学时）5.1生产蛋白药物5.2 生产限制性内切酶5.3 生产生物小分子5.4 生产生物多聚体6．现代发酵工程（2学时）6.1 微生物生长动力学6.2 发酵过程的优化6.3 生物反应器6.4 发酵产品的下游处理7．现代生物农药（2学时）7.1 微生物杀虫剂7.2 动物杀虫剂7.3 防治植物病害的微生物7.4 生物除草剂8．现代微生物肥料（1学时）8.1 了解微生物的固氮作用8.2 了解固氮酶的作用机制8.3 理解并掌握固氮酶基因的分离方法8.4 了解氢化酶的基本知识8.5 了解其他促进植物生长的细菌9．生物净化与生物废料再生（1学时）9.1 了解现代生物技术在降解非生物物质中的应用9.2 了解淀粉和其他含糖废液的利用情况9.3 了解木质纤维的利用的基本情况9.4 了解废气废水的生物净化10．真核细胞中重组蛋白的表达（2学时）10.1 理解并掌握酵母表达系统10.2 理解并掌握杆状病毒转化载体的构建及大规模应用中的一些问题10.3 了解哺育动物细胞的表达系统11．植物基因工程（1学时）11.1 理解并掌握植物转化的方法11.2 理解并掌握植物抗性基因工程11.3 了解改进作物的品质和花卉的性状11.4 了解雄性不育基因工程的基本方法11.5 了解利用植物作为生物反应器的基本内容11.6 了解转基因植物的生物安全性问题12．转基因动物（1学时）12.1 理解并掌握转基因鼠的研究方法12.2 理解并掌握转基因鼠的应用12.3 了解其他转基因动物如牛、羊、猪等12.4 了解转基因动物的应用前景12.5 了解克隆动物的基本情况13．单克隆抗体和抗体工程（1学时）13.1 理解并掌握抗体的结构和功能13.2 理解并掌握单克隆抗体13.3 理解单克隆抗体的改造和应用13.4 了解抗体的表达系统13.5 了解抗体芯片14．现代分子诊断技术（3学时）14.1 理解并掌握酶联免疫吸附测定的原理和局限性等14.2 理解并掌握DNA诊断系统如核酸杂交、疟疾的分子诊断等14.3 理解并掌握DNA指纹鉴定方法14.4 了解随机扩增多态DNA技术14.5 了解遗传性疾病的分子诊断技术14.6 了解癌症的分子诊断技术14.7 了解环境微生物的检测15．预防性及治疗性疫苗（3学时）15.1 了解疫苗的简介15.2 理解并掌握基因工程疫苗15.3 理解并掌握DNA免疫方法15.4 理解并掌握活体重组疫苗及其载体系统15.5 了解细菌及其他疫苗的基本情况15.6 了解艾滋病疫苗15.7 了解肿瘤疫苗16．人类基因的克隆（1学时）16.1 了解人类基因组计划及其研究方法16.2 理解并掌握基因芯片的原理及目前的发展状况16.3 了解蛋白质组学研究进展17．人类疾病的基因治疗（2学时）17.1 了解基因治疗的历史及现状17.2 理解并掌握基因治疗中的基因转移载体的构建17.3 理解并掌握非病毒载体介导的基因治疗17.4 理解并掌握反义疗法17.5 了解通过核酶进行基因治疗18．现代生物技术的规则与专利（2学时）18.1 了解现代生物技术制药的规则及要求18.2 了解转基因作物的争议及有关安全管理规则18.3 了解中国在基因治疗方面的相关法规18.4 了解现代生物技术专利的基本情况18.5 了解现代生物技术的社会伦理问题四、教材与参考书教材瞿礼嘉主编，《现代生物技术导论》，高等教育出版社，2004，第2版参考书1. Colin Ratledge et al，《Basic biotechnology》，高等教育出版社，2002，第2版2. 宋思扬、楼士林主编，《生物技术概论》，科学出版社，2003年，第2版3. 瞿礼嘉主编，《现代生物技术导论》，高等教育出版社，1998年，第1版4．朱圣庚主编，《生物技术》，上海科学技术出版社，1995年，第1版五、作业查阅资料，了解目前国内外生物技术方面的发展及目前比较前沿的技术，写一篇3000字左右的综述，其中至少要看15篇英文文献。

现代生物技术导论转基因食品的利于弊张阳0964103111 机械工程学院机械设计关于转基因食品的利与弊所谓转基因，是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。

以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。

当越来越多的转基因食品呈现在我们面前时，首当其冲的问题就是：转基因食品敢吃吗？消费者能接受吗？人们食用转基因食品后，有副作用吗？持疑心态度的理由是：害虫都不敢轻易下口的转基因作物，一旦变成粮食和农副产品，让我们一日三餐皆不离，是不是连同那些抗虫基因也消化了呢？愈来愈耐贮藏的西红柿会引起人体的变异吗？由此，在英国曾发生由抗虫土豆引起的环保组织狂摔超市中的基因食品、各种媒体纷纷声讨转基因食品的事件。

美国、加拿大两国的消费者虽然大多数已接受了转基因食品，但仍有27％的消费者认为食用转基因食品可能会对健康造成危害。

在此情况下，转基因技术〔包括转基因食品〕的安全性问题，很快引起人们的极大关注，世界上许多国家都制定了对转基因生物的管理法规和方法，负责对其安全性进行评价和监控，其内容主要集中在环境安全性和食用安全性两方面。

我国正在起草的命名为《中国生物安全国家框架》的法规，规定了本着对全人类和子孙后代长远利益负责的态度，从生物安全性问题的广泛性、潜在性、长期性、严重性上做好生物安全管理工作，同时要求对进口的转基因食品进行严格的安全检测，真正确保消费者的利益。

曾参与英国“多利羊”的克隆工作，十几年来一直从事基因工程方面研究的中国农业大学食品学院院长、博士生导师罗云波教授认为，从本质上讲，转基因生物和常规育成的品种是一样的，两者都是在原有的基础上对某些性状进行修饰，或增加新性状，或消除原有不利性状。

虽然，目前的科学水平还不能完全精确地预测一个外源基因在新的遗传背景中产生什么样的相互作用，但从理论上讲，转基因食品是安全的。

广东海洋大学《现代生物技术导论》全校公选课课程论文广东海洋大学《现代生物技术导论》全校公选课---课程论文转基因食品与人类健康的关系1、转基因食品的分类与特点。

(25分后)1.2转基因食品分类根据转基因食品的来源，可以把转基因食品分成：转基因植物性食品（例如转基因的玉米、大豆等，以及抗炎除草剂类、抗虫类、抗病毒类转基因食品）、转基因动物性食品（例如生长速度快、抗病力弱、肉质不好的转基因的兔、猪、鸡、鱼等肉类）和转基因微生物性食品（例如转基因微生物发酵而制取的葡萄酒、啤酒、酱油、面包等）。

从植物源转基因来看，牵涉的食品和食品原料包含：大豆、玉米、番茄、马铃薯、油菜、番木瓜、甜椒、西葫芦等。

2、转基因食品的生产原理、优点与食用安全隐患。

(25分)转基因食品，即为就是利用现代分子生物学技术，将某些生物的基因迁移至其他物种中回去，改建他们的遗传物质并使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所须要的目标转型[1]，这种以转基因生物为食物或为原料加工生产的食品就是转基因食品.转基因食品就是指利用基因工程技术发生改变基因组形成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂，包含：转基因动植物、微生物产品；转基因动植物、微生物轻易加工品；以转基因动植物、微生物或者其轻易加工品为原料生产加工的食品和食品添加剂2.1具有较高营养价值世界上估算存有30%的人口缺铁,从而并使铁元素沦为世界范围内迄今最缺少的营养元素。

最近,通过转基因手段,在提升稻米中铁含量以及减少人体对铁的有效率稀释两个方面均获得了一定进展。

lucca等将一个菜豆的铁蛋白基因导入水稻,使其铁的含量增加了2倍。

然后,他们将来自aspergillusfumigatus的一个热稳定植酸酶基因导入水稻,以降低水稻中的植酸含量,减少与铁的结合。

最后,进一步是一个富含半胱氨酸的内源类金属硫蛋白超表达,使半胱氨酸残基提高了7倍,植酸酶含量提高130倍。

在模拟消化实验中,植酸酶活性已足够完全降解植酸。

现代生物学导论现代生物学是对生物体、细胞和生命过程的学习和研究，涉及了各种不同的领域和技术，如分子生物学、细胞生物学、遗传学、生态学等等。

本文将从这几个方面来介绍现代生物学的基本知识和技术，以及它们对我们理解生命过程以及人类生活的意义。

分子生物学分子生物学是研究生物领域中的分子结构、功能、组合及其相互作用的学科。

分子生物学技术的快速发展使得我们能够更深入地了解生命体系的基本单位——生物分子。

其中一个重要的应用就是通过DNA技术来解析基因，对某些疾病的治疗和预防提供了更为准确和高效的方法。

例如基因治疗、抗癌药物等。

随着分子生物学技术的不断发展，未来还将出现许多新的技术，比如人工合成DNA等。

细胞生物学细胞是生命的基本单位，是生物中最小的自主可复制体。

细胞生物学是研究细胞结构、功能，以及细胞在生物学过程中的作用和影响的学科。

在现代医学和科学技术的发展中，细胞生物学技术显得尤为重要。

例如利用细胞培养技术可以火遍制造药物、细胞移植等等。

另外，通过细胞的研究，我们也可以解开一些传染性疾病的谜团，对病原体进行更精准的识别和治疗，让人类健康更加可靠和安全。

遗传学遗传学是研究遗传信息的遗传规律以及生命形成、发展和变化的学科。

在现代生物学中，遗传学被认为是最为重要的一获取。

通过遗传学的基础知识，使得我们能够更加深入地了解生命为什么会这样变化，包括习得的特殊技能、后天的病变，以及染色体和DNA本身的突变和改变。

随着人类基因服务和其他技术的发展，我们将探索新的知识领域，比如基因改造、基因编辑等等。

然而，由于其影响往往十分深远和重大，因此需要广泛的政治、伦理、道德和文化讨论，来确保这些新技术的发展和应用得到广泛的支持和认可。

在这个过程中，遗传学也将进一步演变成为一种跨学科的知识体系，与众多其他领域进行共同探索和发展。

生态学生态学是研究物种和环境相互作用、以及生态系统的组成和演变的学科。

在当今的人类社会中，环境和生态之间的关系已经成为了许多关于全球性变化的研究热点。

生物技术：是以生命科学为基础，应用自然科学与工程学原理，设计构建新型物种体系，以提供产品和为社会服务的综合性社会体系。

基因工程：按照人类的愿望对携带遗传信息的分子进行设计和改造的分子工程，包括基因重组，克隆和表达。

候选基因策略：为确定某种遗传疾病确实是由于基因的缺陷造成的，研究人员要对患者的相应基因进行分析，若患者体内确实存在缺陷，那么肯定该病确实是由于这一基因的突变造成的，此称为候选基因策略。

药物敏感基因：某些病毒中含有将无害的药物前提体转化为有毒物质的酶，这些没有自身编码，人们称之为自杀基因或药物敏感基因。

SD序列：一般说在紧靠起始密码子的上游有一段长约6-8个核酸的序列，是核糖体与MRNA 的结合部位称为SD序列。

结构域互换：为研究基因的调控及基因结构与蛋白质功能间的关系，人们常把相关基因的相类似，具功能的区域互换，然后检查互换后的蛋白质功能。

表达图谱：是只可表达的基因在染色体或基因DNA片段上精确定位，并且确定各个表达基因之间的距离的一种物理图谱。

生物农药：生物体产生的具有防病，防虫，防杂草虫等功能的一大类物质的总称。

限制性片段多态性：由于限制性内切酶酶切位点的突变而造成的限制性内切酶酶解后产生的DNA片段长度的不同称为。

1.质粒作为基因工程的载体应具备哪些条件？（1）具有复制起始点（2）具有抗生素抗性基因（3）具有若干酶单一识别位点（4）具有较小的分子量和较高的分子数2．理想生物反应器应具备什么基本条件？（1）制造生物反应器的所采用的材料对细胞必须无毒（2）反应器必须具备良好的传热，传质和混合的功能。

（3）密封性要好，可避免外界微生物污染。

（4）对培养环境中多种物理化学参数能自动检测和控制调节，控制精度要高，而且保持环境质量均一。

（5）可长期连续运转。

（6）容器内部光滑，无死角奥，能耐高压蒸汽消毒，便于操作维修。

（8）设备成本低（9）适合工艺要求，易获最大的生产效率。

（10）反应器必须携带各种监控系统。