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甘肃农业大学? 现代生物技术概论?课程教案课程名称 现代生物技术概论 课程代码 010269 学分 4总学时 64 讲课学时48 实验学时16课程性质 根底课〔〕 专业根底课〔√〕专业课〔 〕 必修课〔〕 选修课〔 〕任课教师 张金文 职称 教授授课时间 每学年第一学期 9月~11月授课对象农学本科专业现代生物技术是 70年代未80年代初以现代生物学研究成果为根底,以基因工程为核心开展起来的一门新兴学科。
现已成为解决人类面临的人口、资源、能源、食物和环境等五大危机的主要途径之一。
现代生物技术被世界各国视为一种高新技术,成为21世纪高技术革命的核心内容。
教学本课程的教学目的是使学生了解如下内容:①基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等生物技术的根本原理和根本方法;② 生物技术在农业、食品、目的与 人类健康、能源、环境等领域的应用; ③国内外生物技术各领域开展的现状、开展方要 求向及其对社会各方面的深刻影响。
课程讲授的重点是现代生物技术的根本概念、术语、根底理论和根本技术,以及在科技教育、科学研究和生产领域中的应用,使学生全面掌握现代生物技术的根本知识和根本技术,并与相关学科有机衔接,使其融会贯穿,进一步系统化而形成完整的知识和技术体系。
教 学 学习本门课程的学生应具备植物学 〔或生物学〕、有机化学、生物化学和遗传学的根本知识,采用听课和自学先结合的方式对课程进行系统的学习。
基 本本门课程的授课以课堂讲授为主、多媒体教学和互动式讨论等教学方法为主,在 要 求一些章节的教学中穿插多媒体教学方式,增加学生对所学内容的感性认识。
教 材使用教材:程备久.现代生物技术概论 .北京: 中国农业出版社,2003.1. 刘莹主编.生物技术概论.沈阳:辽宁大学出版社,20062. 宋思扬,楼士林.生物技术概论(第二版).北京:科学出版社,2003 主要参3.瞿礼嘉, 顾红雅. 现代生物技术 . 北京: 高等教育出版社 ,2004考资料莽克强,陈受宜,李季伦.农业生物工程.北京:化学工业出版社,2004.吴乃虎.基因工程原理(上/下册).北京:科学出版社,1997,2000.系〔教研室〕或导师主任〔导师〕签字:年月日审阅意见教学内容与学时分配教学时数教学内容讲课实验小计备注第一章现代生物技术总论2第二章基因工程87第三章细胞工程821第四章发酵工程6第五章酶工程42第六章蛋白质工程43第七章生物技术与农业62第八章生物技术与食品4第九章生物技术与环境4第十章生物技术与能源2第十一章生物技术与人类健康4第十二章生物技术创造创新保护与生2物平安性教学进程节次授课内容〔章节〕学时1第一章生物技术总论第一节生物技术的概念2第二节生物技术开展简史第三节生物技术对经济社会开展的影响2第二章基因工程第一节基因工程概述2第二节核酸的结构和功能3第三节基因工程工具酶2第四节基因克隆载体4第五节目的基因的克隆2第六节目的基因导入受体细胞5第七节重组克隆的筛选与鉴定2第八节基因工程进展6第三章细胞工程2第一节细胞工程的根本知识和根本技术7第一节细胞工程的根本知识和根本技术28第二节植物细胞工程29第三节动物细胞工程2第四节微生物细胞工程10第四节发酵工程2第一节发酵工程根本知识11第二节发酵过程的工艺控制2第三节发酵设备与发酵类型12第四节发酵产物的加工22第五节典型产品的发酵生产13第五节酶工程第一节酶的发酵生产2第二节第二节酶的别离纯化14第三节酶分子的改造第四节酶和细胞的固定化2第五节酶反响器15第六章蛋白质工程第一节蛋白质的结构根底2第二节蛋白质工程的研究方法16第三节蛋白质工程应用实例2第四节蛋白质组学17第七章生物技术与农业2第一节生物技术与种植业18第一节生物技术与种植业2 19第二节生物技术与养殖业220第八章生物技术与食品2第一节生物技术与食品加工21第一节生物技术与食品加工2第二节生物技术与食品检验22第九章生物技术与环境2第一节不同类型污染物的生物处理技术23第一节不同类型污染物的生物处理技术2第二节生物技术与环境污染监测24第十章生物技术与能源第一节生物技术与能源开采2第二节生物技术与能源生产25第十一章生物技术与人类健康第一节生物技术与疾病诊断2第二节生物技术与疫苗26第三节生物技术与制药2第四节生物技术与生物疗法27第十二章生物技术创造创新保护与生物平安性第一节生物技术创造创新的保护2第二节生物技术的平安性及其影响合计543甘肃农业大学? 现代生物技术概论?课程教案章节第一章生物技术总论〔2学时〕教学目的与要求概要了解生物技术的含义、特点及其开展简史。
现代生物技术教案引言现代生物技术是指运用分子生物学、细胞生物学和生物化学等领域的知识和技术,通过改变或利用生物体的基因、细胞和组织等来实现对生物体的改造和利用。
它在医疗、农业、工业等领域都具有重要的应用价值。
本教案将介绍现代生物技术的基本概念和原理,并提供一些在课堂上进行实践操作的建议。
课程目标•理解现代生物技术的基本概念和原理•掌握常用的现代生物技术实验方法和技巧•培养学生的科学思维和实验操作能力•培养学生的合作与沟通能力教学内容第一章现代生物技术的基本概念1.1 现代生物技术的定义和发展历程 - 生物技术的定义 - 现代生物技术的发展历程1.2 基因工程技术 - 基因的结构和功能 - 基因工程技术的基本原理和方法 - 基因工程技术在医疗、农业和工业中的应用第二章基因工程技术的实验方法2.1 DNA的提取和纯化 - 细胞裂解和DNA提取的基本方法 - DNA的纯化方法2.2 DNA的扩增 - 聚合酶链式反应(PCR)的原理和方法 - PCR程序的设计和优化2.3 DNA的测序 - DNA测序的原理和方法 - 常用的DNA测序技术和仪器第三章基因克隆技术3.1 限制性酶切和DNA连接 - 限制性酶切的原理和方法 - DNA连接的原理和方法3.2 质粒构建和转化 - 质粒构建过程的设计和实施 - 细菌的转化方法和筛选技术3.3 基因组编辑技术 - CRISPR-Cas9系统的原理和应用 - 基因组编辑技术的前景和风险实验操作为了帮助学生更好地理解和掌握现代生物技术的基本原理和方法,以下是一些实验操作的建议。
实验一:DNA的提取实验目的通过DNA的提取实验,学生可以了解DNA提取的基本原理和方法,并亲自操作进行DNA提取。
实验材料•青豆(或其他植物组织)•盐水•水浴(温度控制在60摄氏度)实验步骤1.取适量的青豆组织,用盐水清洗去除表面污染物。
2.将青豆组织放入研钵中,加入适量的盐水,研磨成细胞浆状。
现代生物学技术课程教学大纲课程名称:现代生物学技术(Modern Biological Technology)课程编码:1313076215课程类别:专业课选修课总学时数:44课内实验时数:24学分:2开课单位:生命科学学院生物技术教研室适用专业:生物技术适用对象:本科(四年)一、课程的性质、类型、目的和任务现代生物学技术是生物技术专业开设的一门专业必修课。
本课程介绍紫外—可见分光光度法、红外分光光度法、荧光分光光度法、原子吸收光谱分析技术、气相色谱技术、高效液相色谱分析技术、薄层色谱扫描等现代生物学的基本原理和实验方法。
目的是培养学生了解生命科学研究中所涉及的现代化精密仪器设备的基本结构、工作原理及应用,掌握生物学研究中的一些现代化仪器和设备的使用和操作方法。
二、本课程与其它课程的联系与分工本课程宜从三年级第一学期开始,以确保学生学习本课程具有所需要的生物化学、微生物学、分子生物学、发酵工艺学、遗传学、细胞生物学、化工原理等基础。
三、教学内容及教学基本要求[1]表示“了解”;[2]表示“理解”或“熟悉”;[3]表示“掌握○”;△表示自学内容;表示略讲内容第一章超离心技术第一节基本原理离心力[3];沉降系数[3];沉降时间[1];沉降速度[2];重点:相对离心力难点:沉降系数教学手段:多媒体教学教学方法:讲授法作业:什么是相对离心力?思考题:沉降系数的影响因素有哪些?第二节离心机的种类和基本结构离心机的类型[3];离心机的特点[3];离心管的类型和特点[2][3];重点:制备性离心机的种类难点:超速离心机的组成教学手段:多媒体教学教学方法:讲授法作业:实验用离心机分为哪两类?制备性离心机又分为哪几类?思考题:超速离心机与高速冷冻离心机的主要区别是什么?第二章紫外-可见分光光度法第一节基本原理紫外—可见吸收光谱的本质[3];Lambert-Beer定律[3];吸收定律的正确应用[3];重点:Lambert-Beer定律难点:分子轨道理论教学手段:多媒体教学教学方法:讲授法作业:什么是Lambert-Beer定律?思考题:导致Lambert-Beer定律偏离的因素有哪些?第二节分光光度计的一般结构光源[2];单色器[3];样品室[2];检测器[2];放大线路和显示单元[2];重点:单色器难点:放大线路和显示单元教学手段:多媒体教学教学方法:讲授法作业:单色器的作用是什么?思考题:利用激光作为光源的优点有哪些?思考题:紫外—可见分光光度计的光路设计与一般紫外分光光度计的区别?第三节分光光度法定性分析[2];分子吸收光谱表示法[2];标准曲线法[3];多组分分析法[3];导数分光光度法[2];微扰差光谱法[3];重点:定量分析难点:导数分光光度法教学手段:多媒体教学教学方法:讲授法作业:什么是发色团?思考题:微扰差光谱法有哪些应用?第三章荧光分光光度法第一节荧光分析的基本知识荧光的产生[1];荧光量子产率[1];荧光强度[1];荧光偏振[1];相对荧光量子效率[2]荧光分光光度计的基本结构[2];荧光分析法原理[3];重点:荧光分光光度计的基本结构难点:荧光分析法原理教学手段:多媒体教学教学方法:讨论教学法思考题:1.荧光是怎样产生的?2.荧光强度的单位是什么?第二节荧光分析的影响因素及注意事项温度对荧光的影响[1];pH的影响[1];溶剂的影响[1];荧光的消退[2];防止污染[1]荧光分析法的应用[1]重点:温度、pH、溶剂对荧光的影响难点:荧光的消退教学手段:多媒体教学教学方法:讨论教学法思考题:荧光光度计测定荧光强度与哪些条件有密切关系?第四章原子吸收光谱分析技术第一节原子吸收光谱分析基本原理原子吸收光谱的产生[2];原子谱线的轮廓与变宽[2];吸收定律[2];重点:原子吸收光谱的产生难点:吸收定律教学手段:多媒体教学教学方法:讨论教学法思考题:1.共振发射和共振吸收是怎样产生的?2.原子谱线的形状是如何表示的?3.什么是半波宽度?第二节原子吸收分光光度计光源[1];原子化器[1];单色器[1];检测器和读出系统[2];重点:原子吸收分光光度计的结构难点:检测器和读出系统教学手段:多媒体教学教学方法:讨论教学法思考题:1.原子吸收分光光度计主要由哪几个部分组成?分别叙述其作用。
第四章现代生物技术【教课目的】1.能够举例说出转基因技术、克隆技术的应用。
2.能够划分基因工程和细胞工程,举例说出生物技术在工业、农业、环境保护、医药等领域的作用。
【教课要点】转基因技术和克隆技术的看法及应用。
【教课难点】转基因技术和克隆技术的看法及应用。
【教课准备】1.教师准备:PPT课件、视频、图片2.学生准备:课前预习;收集生物技术和平时生活关系的资料,收集生物技术波及的安全性和社会伦理问题的资料。
【教课内容】一、导入新课教师:最近几年来转基因食品在我们的生活中愈来愈常有,大家能够举一些例子吗学生:举例,如:玉米、番茄、大豆等等。
教师:播放克隆羊多莉视频,发问同学们能否知道创建多莉所应用的是什么技术。
学生:议论回答是克隆技术教师:大家都或多或少的听闻过转基因技术和克隆技术,它们都属于现代生物技术,那么终究什么是现代生物技术呢今日我们就来认识一下。
二、转基因技术教师:第一指导学生阅读课本P71 资料剖析内容,学生阅读议论转基因番茄的形成原理。
接着用多媒体演示转基因抗虫棉的培养过程。
同时请同学们思虑两个问题:什么是基因工程什么是转基因技术师生共同议论,沟通,总结。
学生:基因工程是依据人的意向,运用人工方法,对生物的基因构成进行“移花接木”式改造的重组技术。
转基因技术是将人工分别,修饰过的基因(外源基因)导入生物体(动植物体或它们的受精卵内)的基因组中,并能在细胞中发挥作用。
因为外源基因的表达,惹起生物性状的可遗传的变化,这类技术叫转基因技术。
教师:经过课前你们收集的资料,大家谈谈你们所知道的转基因生物。
学生纷繁讲话,介绍各样转基因动、植物。
教师:应用转基因技术建立的生物称为转基因生物,包含转基因植物、转基因动物和转基因微生物。
转基因食品就是用转基因生物生产和加工的食品。
三、克隆技术教师:方才的视频短片中除了介绍基因工程之外,还介绍了一种此刻常常说到的生物技术是什么生:细胞工程和克隆技术。
师:请同学们阅读课本上的内容,思虑什么是细胞工程和克隆技术教师指导学生阅读课本 P73 资料剖析内容,学生疏组议论剖析克隆牛的形成原理。
《现代生物技术》教案《现代生物技术》教案《现代生物技术》教案1《现代生物技术》教案一、教学目标:知识与能力:1、了解基因工程和转基因技术。
2、了解细胞工程和克隆技术。
情感、态度、价值观:了解现代生物技术应用的美好前景,激发学习兴趣。
二、教学重难点重点:1、转基因技术的应用。
2、克隆技术的应用。
3、转基因技术和克隆技术对人类生活的影响。
难点:1、基因工程和转基因技术。
2、细胞工程和克隆技术。
三、教学准备:视频资料(转基因技术)(克隆技术)。
四、教学过程1、复习现代生物技术的内涵。
2、教师播放多媒体素材观看、了解转基因技术。
学生思考转基因技术的应用前景3、教师简述转基因技术实施过程。
总结出转基因的概念:外源性基因可以直接导入动植物体或它们的受精卵内,并能在细胞中发挥作用。
这种技术称为转基因技术4、学生讨论,举例说明转基因技术的应用、设想。
5、教师播放素材,学生观看视频--克隆技术6、简述克隆技术实施过程。
7、总结出克隆技术的概念:人工诱导动、植物的`无性繁殖过程叫克隆,这门生物技术叫克隆技术。
8、学生讨论,举例说明克隆技术的应用、设想。
9、转基因技术和克隆技术对人类生活的影响。
10、教师展示世界上先进的生物技术,激发学生对于本学科的学习兴趣。
10、教师通过引导,让学生明白科学是把双刃剑。
五、教学检查教师请学生复述基因工程,克隆等技术的过程,时间允许的情况下,可请个别学生上黑板上画出具体的过程。
《现代生物技术》教案2一、复习目标:1、说出基因工程的原理,并说明“工程菌”的培育过程。
(重点)2、举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。
3、说出克隆技术的原理及应用。
(重点)4、概述克隆羊多利的培育过程。
二、导学过程:预习提纲:(一)基因工程:1、原理:生物的性状是由控制的。
遗传密码在、、之间是通用的。
2、基因工程的培育过程:是在水平上进行的遗传操作。
把一种生物的分离出来,在体外巧妙地进行,然后转入的体内,从而改造其某些,最终获得我们所需要的。
《现代生物技术》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解现代生物技术的基本概念和发展趋势;(2)掌握生物技术在农业、医药、环保等领域的应用;(3)了解我国生物技术产业的发展状况。
2. 过程与方法:(1)通过自主学习、合作探讨的方式,提高学生对生物技术的学习兴趣;(2)通过实例分析,培养学生运用生物技术解决实际问题的能力;(3)开展生物技术实验,培养学生的实践操作能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对生物技术的热爱和好奇心,激发学生探索未知世界的热情;(2)使学生认识到生物技术在人类社会发展中的重要作用,提高学生的社会责任感;(3)培养学生环保意识,关注生物技术的可持续发展。
二、教学内容1. 生物技术的基本概念和发展趋势(1)生物技术的定义;(2)生物技术的发展历程;(3)生物技术的发展趋势。
2. 生物技术在农业领域的应用(1)基因工程与转基因作物;(2)细胞工程与组织培养;(3)酶工程与微生物发酵。
3. 生物技术在医药领域的应用(1)基因诊断与基因治疗;(2)生物制药与疫苗研发;(3)生物技术在中医药领域的应用。
4. 生物技术在环保领域的应用(1)生物降解与废水处理;(2)生物修复与土壤改良;(3)生物技术在生态保护中的应用。
5. 我国生物技术产业的发展状况(1)生物技术产业的概述;(2)我国生物技术产业的发展现状;(3)我国生物技术产业的发展战略。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)生物技术的基本概念和发展趋势;(2)生物技术在农业、医药、环保等领域的应用;(3)我国生物技术产业的发展状况。
2. 教学难点:(1)生物技术原理的理解和应用;(2)生物技术在具体领域中的应用实例分析。
四、教学方法1. 自主学习:引导学生通过查阅资料、观看视频等方式,主动获取生物技术的相关知识;2. 合作探讨:组织学生进行小组讨论,分享学习心得,互相提问解答;3. 实例分析:通过具体案例,使学生了解生物技术在实际应用中的重要作用;4. 实验操作:安排生物技术实验,培养学生的实践操作能力。
《现代生物技术》教案第一章:生物技术概述1.1 教学目标让学生了解生物技术的定义和发展历程。
让学生了解生物技术在医药、农业、环境保护等领域的应用。
让学生认识到生物技术的发展对社会的影响。
1.2 教学内容生物技术的定义和发展历程。
生物技术的应用领域。
生物技术的伦理和社会问题。
1.3 教学方法采用讲授法,讲解生物技术的定义和发展历程。
采用案例分析法,分析生物技术的应用领域。
采用讨论法,讨论生物技术的伦理和社会问题。
第二章:基因工程2.1 教学目标让学生了解基因工程的基本原理和技术。
让学生了解基因工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到基因工程的发展对社会的影响。
2.2 教学内容基因工程的基本原理和技术。
基因工程的应用领域。
基因工程的伦理和社会问题。
2.3 教学方法采用讲授法,讲解基因工程的基本原理和技术。
采用案例分析法,分析基因工程的应用领域。
采用讨论法,讨论基因工程的伦理和社会问题。
第三章:细胞工程3.1 教学目标让学生了解细胞工程的基本原理和技术。
让学生了解细胞工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到细胞工程的发展对社会的影响。
3.2 教学内容细胞工程的基本原理和技术。
细胞工程的应用领域。
细胞工程的伦理和社会问题。
3.3 教学方法采用讲授法,讲解细胞工程的基本原理和技术。
采用案例分析法,分析细胞工程的应用领域。
采用讨论法,讨论细胞工程的伦理和社会问题。
第四章:蛋白质工程4.1 教学目标让学生了解蛋白质工程的基本原理和技术。
让学生了解蛋白质工程在医药、农业等领域的应用。
让学生认识到蛋白质工程的发展对社会的影响。
4.2 教学内容蛋白质工程的基本原理和技术。
蛋白质工程的应用领域。
蛋白质工程的伦理和社会问题。
4.3 教学方法采用讲授法,讲解蛋白质工程的基本原理和技术。
采用案例分析法,分析蛋白质工程的应用领域。
采用讨论法,讨论蛋白质工程的伦理和社会问题。
第五章:生物信息学5.1 教学目标让学生了解生物信息学的定义和发展历程。
课程名称:现代生物技术概论授课主题:绪论授课教师:生命科学系王国霞第一章生物技术总论目的要求: 1、认识现代生物技术的涵义、范围、技术特点和生物技术的发展过程;2、认识现代生物技术远景及其对人类社会所产生的深刻影响;3、认识中国在现代生物技术领域获取的成就和面对的挑战。
内容重点:现代生物技术的涵义、范围研究技术。
内容难点:现代生物技术的应用与挑战。
生物技术被世界各国视为一项高新技术,被广泛应用于医药卫生、农林牧渔、食品、化工和能源领域,促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成,将对人类社会产生深远的影响。
因此它对于提高综合国力,迎接人类所面对的食品短缺、健康、环境及经济等问题的挑战是至关重要的,生物技术因此好多国家都把生物技术确定为增强综合国力的重点性技术之一。
经过本章主要要掌握以下几个方面的内容:什么是生物技术?生物技术的范围和技术手段有那些?生物技术是怎样产生和发展的?生物技术对人类社会有那些影响?第一节生物技术的含义1,生物技术的定义:生物技术( biotechnology)——有时也叫生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采用先进的工程手段,依照起初的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产所需产品或达到某种目的。
现代生命科学为基础:细胞生物学、分子生物学、微生物学等。
先进的工程手段:是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。
改造生物体:是指获取优异质量的动物、植物或微生物品系。
生物原料:指的是生物体的某一部分或生物生长过程中产生的可利用的物质,如淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物,生产所需产品:包括粮食、医药、食品、化工原料、能源和金属等各种产品。
达到某种目的:疾病预防、诊断与治疗,食品的检验、环境污染的检测和治理等。
生物技术是一门新兴的、综合性的学科。
它包括了微生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学、遗传学、育种学、分子生物学等几乎所有与生命科学有关的学科,在分子、亚细胞、细胞、组织和个体等不同样层次上讲解生物的结构和功能的互相关系,令人们能够利用其研究成就创立生产力。
课程名称:现代生物技术概论授课主题:绪论授课教师:生命科学系王国霞第一章生物技术总论目的要求: 1、了解现代生物技术的涵义、范畴、技术特点和生物技术的发展过程;2、认识现代生物技术前景及其对人类社会所产生的深刻影响;3、了解中国在现代生物技术领域取得的成就和面临的挑战。
内容重点:现代生物技术的涵义、范畴研究技术。
内容难点:现代生物技术的应用与挑战。
生物技术被世界各国视为一项高新技术,被广泛应用于医药卫生、农林牧渔、食品、化工和能源领域,促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成,将对人类社会产生深远的影响。
因此它对于提高综合国力,迎接人类所面临的食品短缺、健康、环境及经济等问题的挑战是至关重要的,生物技术所以很多国家都把生物技术确定为增强综合国力的关键性技术之一。
通过本章主要要掌握以下几个方面的内容:什么是生物技术?生物技术的范畴和技术手段有那些?生物技术是如何产生和发展的?生物技术对人类社会有那些影响?第一节生物技术的含义1,生物技术的定义:生物技术( biotechnology)——有时也叫生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采用先进的工程手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产所需产品或达到某种目的。
现代生命科学为基础:细胞生物学、分子生物学、微生物学等。
先进的工程手段:是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。
改造生物体:是指获得优良品质的动物、植物或微生物品系。
生物原料:指的是生物体的某一部分或生物生长过程中产生的可利用的物质,如淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物,生产所需产品:包括粮食、医药、食品、化工原料、能源和金属等各种产品。
达到某种目的:疾病预防、诊断与治疗,食品的检验、环境污染的检测和治理等。
生物技术是一门新兴的、综合性的学科。
它包括了微生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学、遗传学、育种学、分子生物学等几乎所有与生命科学有关的学科,在分子、亚细胞、细胞、组织和个体等不同层次上解释生物的结构和功能的相互关系,使人们可以利用其研究成果创造生产力。
2生物技术的范畴与相互关系根据生物技术操作的对象及操作技术的不同,生物技术主要包括五项技术,也就是常说的五大工程:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。
( 1)基因工程是 20 世纪 70 年代以后兴起的一门新技术。
原理:人工方法把生物的遗传物质(DNA )分离出来,在体外进行切割、拼接和重组。
再将新 DNA 植入某种生物细胞中,使遗传信息在新的宿主细胞或个体中得到表达,以达到定向改造或重建新物种的目的。
通过体外 DNA 重组创造新生物并给予特殊功能的技术就称为基因工程,也称DNA 重组技术。
基因克隆流程图( PPT)转基因鱼,转基因番茄,转基因牛,等基因工程的特点:( PPT)①应用 DNA 重组技术,直接从事基因的加工改造和创新。
②通过 DNA 重组,实现在不同物种之间基因的无限制转移,从而创造出自然界原来没有的物种,同时抢救和保护自然界的已有基因资源。
③是生物技术的核心技术。
( 2)细胞工程以细胞为基本单位,在体外条件下进行培养、繁殖,或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而达到改良生物品种和创造新品种,加速繁育动、植物个体,或获得某种有用的物质的过程。
包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术、克隆技术、干细胞技术等。
克隆羊多利,克隆马( 3)酶工程酶工程是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能,对酶进行修饰改造,并借助生物反应器和工艺来生产人类所需要产品的一项技术。
包括各种酶的开发和生产、酶的分离和纯化技术、酶或细胞的固定化技术、固定化酶反应器的研制以及酶的运用等方面。
具有高效率、节能、工艺简单等优点。
(4)发酵工程有时也称微生物工程。
发酵工程是利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下,通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品的过程。
是生物工程的主要终端,是人类历史上最早掌握的生物技术。
( 5)蛋白质工程是指在基因工程的基础上,结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识,通过对基因的人工定向改造等手段,从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质。
1983 年美国基因公司的Ulmer 首先提出蛋白质工程这个名词,它是指按照特定的需要,对蛋白质进行分子设计和改造的工程。
自此之后,蛋白质工程迅速发展,成为生物工程的重要组成部分。
五大工程的关系:基因工程是核心,它能带动其他技术的发展。
如通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的工程菌或细胞,都必须分别通过发酵工程和细胞工程来生产有用的物质;同样可以通过基因工程技术对酶进行改造以增加酶的产量,提高酶的稳定性以及酶的催化效率。
3生物技术与其他学科的关系多学科交叉的一门综合性的高新技术,现代生物技术是所有自然科学领域中涵盖范围最广的学科之一。
它以包括分子生物学、细胞生物学、免疫生物学、微生物学、植物生理学、动物生理学、微生物生理学、生物化学、遗传学等几乎所有生物科学的次级学科为支撑,结合了诸如化学、化学工程学、计算机科学、信息学等生物学领域外的尖端基础学科,形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。
另一方面生物技术广阔的应用前景、高额的利润汇报也促进了生物技术的快速发展。
生物技术的应用领域非常广泛,包括医药、农业、畜牧业、食品、化工、林业、环保、采矿和能源等领域。
这些领域的广泛应用必然带来经济上的巨大利益。
第二节发展简史生物技术不是一门新学科,它可分为传统生物技术和现代生物技术。
有些又分为传统、近代和现代生物技术。
(1)传统生物技术:分为:①早期的酿造技术:上古之时,人类即以简单的自然发酵技术生产乳酪、啤酒、酱醋及加工皮革等,相传 8000 年前苏米尔人已掌握制作啤酒技术, 6000 年前埃及人已能制作面包, 5000 多年以前我国酿酒技术已相当精湛。
② 19 世纪末到 20 世纪 30 年代开始运用发酵技术进行大规模工业化生产。
主要的工业发酵产品:乳酸、酒精、柠檬酸、淀粉酶等微生物的初级代谢产物。
特点:生产过程简单,生产设备要求不高,产品的化学结构较为简单,属于微生物的初级代谢物。
( 2)近代生物技术( 20 世纪 40 年代初到 20 世纪 70 年代末)起始标志是青霉素工业开发获得成功。
1943 年:大规模工业化生产青霉素,给发酵工业带来了革命性的变化。
50年代:氨基酸发酵工业60年代:酶制剂工业等一系列发酵新技术的开发,使近代生物技术日益兴旺发达。
主要产品:抗生素、氨基酸、核苷酸、维生素、多糖、多元醇、有机酸、酶制剂这个时期的特点:产品类型多;技术要求高;生产设备规模巨大;技术发展速度快。
有时候也把上述的传统生物技术和近代生物技术并称之为传统生物技术。
它的特点就是通过微生物的初级发酵来生产商品的过程,包括 3 个重要的步骤:上游处理过程 ---- 发酵与转化 --- 下游加工过程(对粗材料进行加工以作为营养和能量来源的上游处理过程),(微生物在大的生物反应器中大量繁殖并生产目标产物的发酵与转化过程),(将所需产物提取、纯化及成品化的 -下游加工过程)(3)现代生物技术——从 20 世纪 70 年代末开始20世纪 70 年代,DNA 重组技术等分子生物学技术的出现和发展,赋予其崭新的内容,使之成为真正的高技术领域——现代生物技术。
其研究方法和检测手段都与传统的生物工程有着巨大的差异。
1953 年,年 Watson 和 Crick提出了DNA双螺旋模型奠定了分子生物学基础,揭开了生命科学史上划时代的篇章。
1972 年:斯坦福大学的 Paul Berg 小组首次构建出了DNA重组体。
1973 年:美国加州大学旧金山分校的 Herber Boyer 教授和斯坦福大学的 Stanley Cohen 教授合作完成了世界上第一例有目的的DNA重组实验,建立了 DNA重组技术。
这一年也被称之为基因工程诞生元年,也是现代生物技术的起始点。
第三节现代生物技术对人类的影响一、改善农业生产、解决食品短缺(农业、食品)粮食问题是关系国计民生的大问题,是一个国家经济健康运行发展的基础。
现在世界上人口增多,但耕地面积却越来越少,因此,如何满足人们对食品增加的需求,是考验许多国家政府能力的首要问题。
(1)提高农作物产量及其品质A 、培育抗逆的作物优良品系B、植物种苗的工厂化生产C、提高农作物品质D、生物固氮,减少化肥使用量E、生物农药,生产绿色食品(2)发展畜牧业生产A、动物的大量快速无性繁殖B、培育动物的优良品系二、提高生命质量,延长人类寿命(医药卫生)(1)开发奇特而贵重的新型药品(2)疾病的预防和诊断(3)基因治疗(4)人类基因组计划三、解决能源危机、治理环境污染(能源、环保)(1)解决能源危机(2)环境保护净化有毒化合物,降解石油污染,废物综合治理,处理有毒金属等。
四、制造工业原料、生产贵重金属(轻工)(1)制造工业原料(2)生产贵重金属总之,现代生物技术已在农业、医药、轻工业、食品、环保、海洋和能源等许多方面得到广泛地应用;同时,医药生物技术、农业生物技术等一些新型产业正在迅速形成。
五,现代生物技术也是一柄双刃剑正如现代核物理学可以用来造福人类.也可以用来制造原子弹,把人类毁灭几千次一样,现代生物技术也是一柄双刃剑,它既可以造福人类,也可能用来制造致命的生物武器,被一些狂人用来制造克隆人,超人,破坏整个人类社会的和平。
因此,现代生物技术是否会失去控制而成为毁灭人类的凶手,哪些研究是应该给予支持和鼓励的,哪些研究又应当禁止的.已经成为目的人们所共同关注的问题。
现代生物技术对人类而言到底是普罗米修斯的圣火,还是潘多拉的盒子目前还不能做出最后的回答。
但毫无疑问,努力使生物技术造福人类,努力避免其产生破坏性的后果是生物科学工作者和各国政府共同努力的方向。
问题:什么是生物技术 ?它包括哪些基本的内容?为什么说现代生物技术也是一柄双刃剑?它对人类社会将产生怎样的影响?。