现代生物技术导论
第一章绪论
1.1 生命与生命科学
生命及其过程特征
生命系统的等级结构
生命科学的地位
地球生物：100多万种动物，40多万种植物，10多万种微生物，多种多样，形态各异，种类繁多，数量巨大，目前估计约500-5000万个物种。
对生命的思考是人类理性思维中最富有挑战性，最有吸引力的问题之一。如：
什么是生命？
什么时候开始形成生命？
生命是如何形成的？
生命世界又何以如此千姿百态？
1.1.1 生命及其过程特征
机械论：有机体不是别的，只是机械装置，其运动可用力学、物理学和化学定律来解释。
活力论：生物有机体中的一些过程并不遵从化学和物理学定律。
生物学家是唯物论者，但不接受17世纪的机械论。把生命归结为物质/东西似乎太简单，且不尽合乎人理性。此外，生命还具有其社会属性。
热力学第二定律对生命的描述：生命是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统，其演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。
生物物理学三要素——物质、能量、信息：在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。
生物学角度：生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子、多层次的复杂体系，具有不断自我更新(生长发育)、繁殖后代以及对外界产生应答的能力，是一种过程，是一种现象。生命的过程特征
1、生长与发育
2、新陈代谢与应激适应性
3、繁殖与遗传
4、严整有序的结构与自我平衡调节
5、化学成分的同一性与凸现性
6、社会性与多样性
7、性质属性
生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。
化学成分的同一性与凸现性：组成人体的元素约20多种，核酸由5种核苷酸组成，各种生物的遗传密码是统一的，翻译后生成由20种氨基酸组成的蛋白质。
虽然单个化学成分组成了生物体，但不是简单的相加和综合，而是具有凸现性，即表现出单个组分所没有的性质。
社会性与多样性：没有一种生命是只由一个个体组成的，因此生命表现出群居的社会性。
在这个社会里，个体间是不完全相同的，就像我们每个人都互相不相同一样，表现出极大的多样性。
1.1.2 生命系统的等级结构
集聚性等级结构
最为人所熟知的例子就是林奈分类等级结构，包括界、门、纲、目、科、属、种。
这种等级结构中，较低层次的结构没有相互作用就组合成了较高层次的结构。
例如：人
动物界Animalia
脊椎动物门Chordata
哺乳纲Mammalia
灵长目Primates
人科Hominidae
人属Homo
人种Homo sapiens
1.1.3 生命科学及其地位
生命科学是研究生命现象的科学，包括生命起源与发生、生长与发育、生命物质的结构与功能、生命与环境之间的内在相互关系等，是复杂性学科。生命科学在自然物质科学中的地位越来越重要。随着生物学思潮的发起，对生命复杂系统研究的突破，生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科。
2012年十大科学进展
1.丹尼索瓦人基因组
德国马克斯·普朗克进化人类学研究所科学家开发出一种将特定分子与单股DNA相结
合的新技术。通过这种技术，他们利用一个距今7.4万年至8.2万年的指骨碎片获得了丹尼索瓦人的基因组高覆盖率测序数据，重建其基因组全序列。从如此古老的样本中制作出高品质全基因组，意味着科学界在古代DNA测序领域取得巨大进步。
2.用干细胞制造卵子
日本京都大学研究小组今年10月报告说，他们首次利用诱导多功能干细胞成功培育出实验鼠的卵子，并使其受精从而诞出健康小鼠。实验结果未能达到科学家们的终极目标完全在实验室中得到卵细胞，但它为研究基因及其他影响生育和卵细胞发育的因素提供了强有力工具。
3. X射线激光给出蛋白质结构
一个科学家团队利用比传统同步加速辐射源亮10亿倍的X射线激光确认了布氏锥虫所需的一种酶的结构。这一进展证明用X射线激光照射的方式来解密蛋白质结构的可能性。
4. 基因组的精密工程
对高等生物DNA的修改和删除一般而言无法确定结果。不过在2012年，一种名为“转录激活子样效应因子核酸酶”的工具赋予研究人员改变或消灭活的斑马鱼、蟾蜍、牲畜甚至病人细胞中特定基因的能力。这种技术被证明与基因靶向技术一样有效但较为廉价，而且能让研究人员确认基因及突变在健康人和病人中的特定作用。
5. “DNA元素百科全书”（ENCODE）计划
国际科学界9月5日宣布，“DNA元素百科全书”计划获得了迄今最详细的人类基因组分析数据，这是“人类基因组计划”之后国际科学界在基因研究领域取得的又一重大进展。本次公布的数据显示，人类基因组中约80%的基因都有某种确定的功能。这些新细节能帮助研究人员理解基因受到控制的途径，并摸清某些疾病的遗传学风险因子。
生命科学的分科
按生物类群分：植物学、动物学、微生物学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等
按生命现象或生命过程分：形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、细胞学、免疫学等。
按结构层次分：生物圈学、生态学、种群生物学、组织学、细胞生物学、分子生物学、基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学、系统生物学。
1.2 生命科学的发展
古代生命科学
形态学
19世纪的生命科学
20世纪的生命科学
21世纪的生命科学
生命科学的简史：主线结构与功能
18世纪：物理学革命根本未触及生物学，物理学家认为生物学的全部知识可以还原为物理学定律。
19世纪：成熟化学和坚实物理学，诞生了生物学。法国动物学家拉马克和德国博物学家特雷维拉努斯首次提出生物学（Biology）术语和定义。
20世纪生物学迅速发展，成为一门真正的学科。
1950年代后：取得实质性进展，新生物学原理，使生物学作为严密的科学系统而被称为生物学科。
1970年代：改称使用生命科学，生物学可看成生命科学的一般性和习惯性简称，对生物的人文关爱。
1.2.1 古代的生命科学
生物学的起源：BC 4万年，类人猿向人过渡时，神话迷信和经验慢慢分开，生物学开始生产和演化。1万年前，驯养动植物，满足人类衣食时，人类定居下来。生物学——人体和动物解剖、行为知识，掌握在祭司、巫师和术士手中。
古希腊：柏拉图提出物种和属概念，双叉式分枝法分类；亚里士多德解剖并准确描述了50多种动物，他的思想统治了古代和中世纪的生物学研究。
古罗马：《论药材》，《药物论》。
盖仑：解剖学和医学家，根据实验和观察，提出完整的血液理论，动脉、静脉内的血液输送和分配。
中国古代：《黄帝内经》，《神农本草经》。
1.2.2 形态学——宏观结构与功能
文艺复兴时代：生物学的进步源于艺术家。人体是上帝创造最完美的，艺术家转学解剖学，如达芬奇和维萨里（修正盖仑错误，用结构和功能说明身体活动，提出小循环）。16世纪是医学和解剖学转折点。
17世纪：科学社团组织和研究院所，发明科学实验工具和仪器，望远镜无限大宇宙，显微镜无限小世界。出现科学方法论，出版杂志和会刊进行学术交流。代表人物，如哈维、列文虎克、胡克等。
18世纪：系统分类占了生物学的优势地位。林奈，于1735年出版《自然系统》。
中国：动植物解剖、分类鉴定与农学和医药应用。李时珍的《本草纲目》，1596年刻印出版，记录了1200多种动植物，精美插图1111幅。
1.2.3 19世纪的生物学：微观结构与功能
1、细胞学说
比夏提出组织学说；胡克使用术语“细胞”；施莱登提出细胞核是植物细胞普遍存在的基本结构；施旺提出一切动物组织其构成基础是细胞。动植物界的最大屏障被推翻。
细胞学说要点：动物植物组织，包含细胞、细胞膜、细胞内容物、细胞核、和核仁。每个细胞相对独立，但又从属于整个机体的功能。
近几十年细胞学说的提高和发展，主要集中在细胞核和细胞分裂的观察和描述，得出细胞分裂具有时序性，细胞核先分裂，然后细胞均等分裂。
2、生命起源与生物进化论
上帝创造到自然发生论，再到进化论：预成论和渐成论，卵源论和精成论，最终在进化论上达成一致。达尔文：受到马尔萨斯《人口论》和赖尔《地质学原理》启发，发表进化短文，并于1859年出版《物种起源》。华莱士：进化论的共同发现者。1855年发表“制约新种出现的规律”，但未引起重视。1858年，“论变种无限地离开其原始模式的倾向”，寄交达尔文，征求看法，希望转交赖尔并发表。进化论的影响是广泛的，扩展到非生物学领域，许多社会运动和哲学派别，即使是对立的派别，如社会主义与法西斯主义，资本主义和共产主义，都把进化论当作科学证据而引用。
3、生理学
定量实验方法，探索人体结构与功能之间关系科学。
探索生命的物理化学解释。桑塔雷欧在吃饭前后，耐心地座在天平里，测量身体的变化。
哈勒：力学原理，解释肌肉收缩运动。
赫尔蒙特：消化吸收、运动等为化学过程，酶基础。
拉瓦锡：找到呼吸和燃烧之间关系，氧气。分离出乳糖、淀粉、叶绿素、甘油、乳酸、尿素等。维勒从无机物合成了有机物尿素。
贝尔纳：现代实验生理学的真正奠基人，提出内分泌、内环境稳定性。
坎农：发明了体内平衡的自我调节过程。
4、微生物学
普谢：1858年，《自然发生论》。
巴斯德：曲颈瓶实验证明发酵是微生物所引起的。解决导致法国丝绸业陷入困境的蚕病；研制鸡霍乱、炭疽、狂犬病疫苗，轰动了整个欧洲。1888年成立巴斯德研究所，目前也是疫苗研发和生产的主要机构。
疾病的菌源说：发现新微生物，如同今天的解析一种蛋白质和一个基因一样狂热。
1938年，电子显微镜（分辨率0.1nm）研制成功后，1939年首次观察到烟草花叶病毒。
1.2.4 20世纪生命科学：分子结构与功能
19世纪的生物学本质上停留在描述和猜测的阶段，20世纪则开始转入以实验分析为主线。特征：生物化学和分子生物学的发展和分化。它们都是在化学和分子层次上探索生命过程的科学，二者有交叉但侧重点又不同。前半叶主要是生物化学，特别是蛋白质和酶学。后半叶主要是分子生物学，特别是核酸的结构和功能，人类基因组计划把分子生物学推向高峰。
1、生物化学
研究生物的化学组成及其化学反应和变化过程的科学。从普通生理学，到生理化学，再到生物化学。20世纪的前半叶，主要是蛋白质、酶、维生素、激素、物质代谢及其生物氧化等方面的研究。
费舍尔：生物化学之父，酶与底物的“锁-钥”学说。首次证明了蛋白质是多肽；发现酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的“锁-匙”学说；合成了糖及嘌呤。1902年获诺贝尔奖。
1955年：英国化学家桑格测定牛胰岛素的氨基酸序列，第一次证明了蛋白质是氨基酸的聚合物。
酵素改称为酶，酶的本质是蛋白质。
佩鲁茨和肯德鲁：对血红蛋白和肌红蛋白结构X射线衍射分析表明可以通过三维结构认识分子的功能。
1965年：中国科学家人工合成了牛胰岛素。
1980年：桑格设计出DNA测序方法。
2、遗传学
1866年，孟德尔用豌豆为材料，提出了遗传因子。1900年再次发现，引起了人们的重视。遗传因子是如何控制特定性状的，因子的物质基础是什么？
1902年萨顿（研究生）和鲍维里提出染色体理论，
1910年摩尔根以果蝇为对象，发现眼睛颜色伴性遗传规律，证明遗传因子在染色体上。
1930-1950，确定DNA的化学组成和结构。
比德尔和塔特姆：提出了“一个基因对应一个酶”的假说。
尼尔：1949年证明了人类遗传病－镰刀型贫血病的遗传方式，鲍林证明为分子病，只相差1个氨基酸。
基因以某种方式决定多肽中氨基酸的排列顺序，是主要的遗传物质，蛋白质是由核酸决定。
3、分子生物学
1960年代诞生：研究分子结构和功能之间的关系。
赫尔希和蔡斯利：利用放射性示踪方法，证明只有DNA参与了噬菌体的浸染和复制过程。
沃森和克里克：1953年4月《Nature》杂志发表了他们建立的DNA双螺旋精确模型。
DNA的复制模型与机理：1958年DNA半保留模型，1968年不连续复制模型，1972年复
制起始要用RNA引物。
1958年发现RNA聚合酶，提出RNA转录机理。
蛋白质合成机理：1957年分离出tRNA，破译了RNA遗传密码三联体，在生物界具有通用性。
1970年，发现以RNA为模板合成DNA的反转录酶，又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则。
3、分子生物学
1980年代后，进入基因解析阶段，大量基因被克隆，通过表达与调控研究其结构和功能，许多疾病如癌症、肥胖、心脑血管、糖尿病等相关基因和易感基因被确定。
1990年代，分子生物学已经从研究单个基因发展到研究生物整个基因组的结构与功能。
1990年，美国能源部实施人类基因组计划（Human Genome Project），这是生命科学领域有史以来全球性最庞大的研究计划，于2003年提前完成。
1.2.5 21世纪的生物学
人类基因组计划和随后发展的各种组学技术把生命科学带入了系统科学的时代，开始了对全面、系统地对生命现象进行研究。21世纪生命科学将与其他学科进一步交叉融合，出现以下特征：
组学：功能基因组，蛋白质组，转录组学，代谢组。
系统生物学：计算系统生物学
生物信息学：基因组信息学、蛋白质组信息学、代谢组信息学、化学信息学、药物信息学等
个人版基因组
2007年6月1日，贝勒医学院人类基因组测序中心和“454生命科学公司”，世界上首位个人基因组图谱——“DNA之父”沃森。2个月，100万美元
2007年9月，《PLOS生物学》，美国文特研究所和多伦多儿童医院以及加州大学的研究者日前公布了文特本人基因组序列（2n）。
黄种人基因图谱：炎黄一号
XX华大基因研究院建院：华大基因的“炎黄计划”
第一步：绘制中国人基因组参考图，“炎黄一号”，2007-10-12。6个月，2000万元。
第二步：绘制99个中国人的个体全基因组序列图，构成中国人群的遗传和多态性标准图谱，简称“炎黄99”。
第三步：在上述基础上开展大众的基因与健康的预测、监测及个体化诊断和治疗，实现解读基因。
未来10年内，花1万元即可绘制个人基因XX
2012诺贝尔生理学奖或医学奖
瑞典诺贝尔奖评审团宣布，日本京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长山中伸弥与英国发育生物学家约翰·戈登因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，而获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。
山中伸弥是诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一。2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗目前多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。
约翰·戈登，1933年出生于英国汉普郡。1971年当选英国皇家学会会员，1983年进入剑桥大学动物系，担任细胞生物学讲座教授，现任职于剑桥大学戈登学院。1989年获得以色列沃尔夫医学奖。被誉为动物细胞全能型研究的先驱。
名词解释： 1、生物技术（biotechnology）：生物技术是应用自然科学与工程学原理，依靠生物性成分的作用将原料进行加工，以提供产品或用以服 务社会的技术。 2、基因组（genome）：基因组是一种生物体或个体细胞所具有的一套完整的基因以及非基因的DNA序列。生物的基因组一般以染色体 的形式存在于细胞或细胞核中。 3、抗体（antibody）：抗体是由抗原刺激B细胞经分化增殖形成的浆细胞合成和分泌的，是能与相应抗原发生特异性结合并具有多方面 免疫功能的球蛋白。 4、肿瘤（tumor）：肿瘤是由异常增殖而形成的细胞群，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。 5、基因重组（gene recombination）：就是在体外，将不同的基因通过切割、连接，形成杂合片段，插入到合适的载体上形成重组分子， 转化到宿主细胞中。 6、治疗性克隆（therapeutic cloning）：是指出于治疗目的而克隆人的胚胎，提取胚胎干细胞，并使干细胞定向发育，培育出健康的、可 以修复或替代坏死受损细胞、组织和器官，通过这些被培养出来的组织细胞或器官的移植而治疗疾病。 7、干细胞（stem cell）：干细胞是来自于胚胎、胎儿或成体内具有在一定条件下无限自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能产生表现 型与基因型和自我完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。 选择： 1、免疫细胞主要包括淋巴细胞、抗原提呈细胞和裸细胞。 2、获得性免疫的特点：具有特异性、多样性及记忆性。 3、HIV繁殖的关键步骤：蛋白质的合成、病毒基因核酸的复制。 4、基因扩增、基因测序和基因重组是三位一体的实验方法，构成了现代分子生物技术的基础。 5、在传统的基因重组中，需要三大工具：限制性内切酶、连接酶和载体。 6、外源DNA导入受体细胞的方法包括：转化、转染、接合以及电穿孔和显微注射等。 7、干细胞培养的基本方法：悬滴培养法、培养瓶培养法、旋转管培养法、灌注小室培养法、培养板培养法。 填空： 1、肿瘤可分为：良性肿瘤和恶性肿瘤。 2、AIDS：acquired immunodeficiency syndrome，获得性免疫缺陷综合征。 HIV：human immunodeficiency virus，人类免疫缺陷病毒。 3、我国艾滋病疫情处于总体低流行、特定人群和局部地区高流行的态势。 4、一种物质对某一机体是否具有免疫原性与该物质的三个特征有关：异物性、分子的大小、分子的化学结构。 5、艾滋病的临床反应：急性HIV感染期、无症状HIV潜伏期、艾滋病期。 简答： 1、病毒的特征：1）形态极小，能通过细菌滤器，只能在电子显微镜下观察；2）无细胞结构，有大分子特征，其主要成分为核酸和蛋白质，并且一种病毒只含一种核酸（DNA或RNA）；3）既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分；4）在宿主细胞的协助下，以核酸和蛋白质等装配实现其大量繁殖；5）在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，可形成结晶，并长期保持其侵染活力；6）对抗生素不敏感，但对干扰素敏感；7）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。（7选5） 2、艾滋病的预防措施：针对不同的艾滋病易感场所，有效的艾滋病预防措施可以大致分为以下四种：1）一般预防措施，包括健康教育、输血筛选策略、避孕套的使用、针具交换、美沙酮维持法；2）免疫接种，有效的疫苗不仅可以诱导出中和抗体，还可以产生细胞介质的细胞免疫应答，才能阻止感染的建立，或阻断游离的或与细胞结合的病毒的传播。3）病人、接触者及其直接接触环境的管理，我国法律规定对艾滋病病毒感染者和艾滋病病人主要在社区进行管理。4）国境检疫。 3、传统的基因重组技术的基本步骤：1）DNA的限制性酶切反应；2）DNA片段的连接反应；3）重组DNA分子的转化；4）转化细胞的扩增培养；5）重组子的筛选与鉴定。 4、纳米生物学的两个含义：一方面是用先进的物理学、纳米科技手段研究生物学基本问题，即基于纳米技术的生物学；另一方面是向生
油菜素内酯 油菜素内酯又称芸薹素内酯，是一种天然植物激素，广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中。由于其生理活性大大超过现有的五种激素，已被国际上誉为第六激素。属新型广谱植物生长调节剂。植物生理学家认为，它能充分激发植物内在潜能，促进作物生长和增加作物产量，提高作物的耐冷性，提高作物的抗病、抗盐能力，使作物的耐逆性增强，可减轻除草剂对作物的药害。(1970年，美国学者J.W.米切尔从油菜花粉中分离出一种具有极强生理活性的物质，定名为油菜素，当这一成果发表后曾遭到异议。后来，美国农业部的研究人员用了10年时间，从225公斤油菜花粉中提取出10毫克样品。1979年格罗夫鉴定了它的分子的立体构型并定名为油菜素内酯。现在，科学家们已逐步认可它是继生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯之后的第六大类植物激素。) 基本资料 油菜素内酯 中文通用名称：24—表芸苔素内酯 英文通用名称：24—Epibrassinolide 化学名称：(22R,23R,24R)-2α,3α,22,23-四羟基-β-高-7-氧杂-5α-麦角甾-6-酮 其他名称：油菜素内酯 化学分子式：C28H46O6 性状：白色晶体粉末，MP，255-258℃（EtoAc）D21 +32 毒性：本剂为低毒作物生长调节剂 作用 油菜素内酯几十年来，已经对油菜素内酯的作用机理和作用效果进行了较充分地研究，焦点主要集中在促进植物的伸长生长方面。油菜素内酯促进伸长的效果非常显著，其作用浓度要比生长素低好几个数量级。 其作用机理与生长素相似，YoPP等(1 981)发现BR与生长素有正协同作用。通过促进细胞膜系统质子泵对氢离子的泵出，导致自由空间酸化，使细胞壁松弛从而促进生长。同时，油菜素内酯还能抑制生长素氧化酶的活性，提高植物内源生长素的含量，所以，当油菜素内酯与生长素同时使用时，有明显的加成效果。 另外，油菜素内酯还能调节与生长有关的某些蛋白质的合成与代谢，实现对生长的控制（油菜素内酯类物质主要分布在植物伸长生长旺盛的部位）。 另外，油菜素内酯还能调节植物体内营养物质的分配，使处理部位以下的部分干重明显增加，而上部干重减少，植物的物质总量保持不变。油菜素内酯也能影响核酸类物质的代谢，还能延缓植物离体细胞的衰老。 目前，在各种作物中已经发现40多种油菜素内酯化合物，它们总称为油菜素内酯类化合物（简称BRs）。，它们广泛分布于不同科属的植物及植物的不同器官中。其中含量较高、活性较强的是一种叫油菜素甾酮。油菜素甾酮是油菜素内酯合成的前体，施用效果与油菜素内酯相同。在作物上应用的BRs，主要有油菜素内脂（BR）、表油菜素内酯(epiBR)。 八十年代初，人工合成油菜素内酯及其类似物获得成功。国际更为通行的称呼是油菜素甾醇（Brassinosteroid）
《生物技术概论》课程大纲 课程代码： 课程学分：2 课程总学时：28 适用专业：生物科学 一、课程概述 （一）课程的性质：生物技术概论是由一门多学科综合而成的边缘学科，包括了微生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学和育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科，特别是现代分子生物学的最新理论成就更是生物技术发展的基础。本课程为农学专业本科学生开设的专业基础课，为后续专业课程学习打下基础。 （二）设计理念与开发思路：本课程的主要任务是：使学生熟悉生物技术的基本原理、技术和方法，了解生物技术在农业、食品、人类健康、能源及环境诸方面的作用和成果，认识生物技术对人类社会生活产生的深刻影响，进一步了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策微生物学是生物科学专业的主干课，是生物科学专业学生必须具备的基础知识。 二、课程目标 通过本课程的学习，应使学生达到下列基本要求： 1．认识生物技术的概念、种类及其对经济社会发展的影响； 2．熟悉生物技术五大工程的原理、技术和方法； 3．了解生物技术在农业及其它领域的应用和成果； 4．了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策法规。 三、课程内容与要求
（一）生物技术总论 生物技术的含义、特点和特征；生物技术的发展史；生物技术各项技术的概念及其相互关系；生物技术的应用领域及其对人类社会发展的影响。 本章重点：生物技术的含义、特点和特征（六高特征），生物技术各项技术的概念，生物技术在社会、经济和人类生活中的重要性。 本章难点：生物技术各项技术之间的相互关系。 教学要求：通过课堂讲授，使学生理解生物技术的含义，明确生物技术的特点和特征，识记生物技术所包含的五大工程概念，了解生物技术包含的各工程之间的相互关系，进而使学生明确本课程学习的目的和重要性。 思考题： 1．概念识记：生物技术基因工程细胞工程发酵工程酶工程蛋白质工程 2．什么是生物技术，它包括哪些基本的内容?它对人类社会将产生怎么样的影响? 3．现代生物技术作为一项高技术具有的“六高”特征是什么? 4．为什么说生物技术是一门综合性学科，它与其他学科有什么关系? 5．简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的联系和区别。 6．生物技术的应用包括哪些领域? （二）基因工程 基因工程诞生的理论基础和技术，基因工程的基本步骤，主要工具酶的作用机理和用途，基因载体的特点和用途，目的基因的来源及获得途径，PCR反应的原理和技术，受体细胞及其重组DNA导入技术，重组子的筛选和鉴定方法，基因工程应用领域及发展方向。 本章重点：基因工程的技术路线，主要工具酶的催化机理和用途，常用载体的特点和用途，目的基因克隆的途径和方法，重组DNA导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴定方法。
《现代生物科学导论》期末考试试卷2015.6姓名学号得分 一、选择题(共35分) 1在原核细胞中可以发现哪个组分 a . 线粒体 b. 核糖体c. 核被膜 d. 叶绿体 下述哪个细胞器是动物和植物细胞共有的 a. 叶绿体 b. 纤维素构成的细胞壁 c. 液泡 d. 线粒体 2若你追踪生物膜上一个小区域从一种细胞器流向另一种细胞器时，你将看到的流程是 a. 高尔基体—溶酶体—内质网 b. 液泡—质膜—核被膜 c. 核被膜—溶酶体—高尔基体 d. 内质网膜—高尔基体—质膜 3对结合型核糖体而言，下述描述中哪个是正确的 a结合型核糖体被它自己的膜包裹着 b结合型核糖体在结构上与游离核糖体不同 c结合型核糖体一般合成膜蛋白和分泌型蛋白质 d结合型核糖体聚集在糙面内质网腔内 4如果一个二倍体细胞在细胞周期的G1期时测出的DNA含量为X。那么同样的细胞，在第一次减数分裂中期时DNA的含量是 a. 0.25 X b. 0.5X c. X d. 2X 5DNA复制发生在 a. G1期 b. S 期 c. G2期 d. M期 6癌细胞和正常细胞间的一个区别是 a. 癌细胞不能合成DNA b. 癌细胞的细胞周期停止在S期 c. 即使癌细胞处于紧密堆积时,它仍能继续分裂 d. 癌细胞一直处于细胞周期的M期 7肌肉细胞与神经细胞明显不同,主要是因为 a. 它们表达不同的基因 b. 它们含有不同的基因 c. 它们使用不同的遗传密码 d. 它们的核糖体的结构不同 8对于一个有四级结构的蛋白质而言，它必须是 a. 有4个结构域 b. 有2个或2个以上肽链组成 c. 由4肽组成的亚基组成 d. 至少有4个二硫键 9某些细菌在80℃以上的温泉内生存，仍具有各种代谢活性是因为 a. 它们可以使菌体内部维持在比外界环境低得多的温度 b. 高温促进代谢反应，因而不需要催化剂作用 c. 它们的酶反应所需的最适温度高 d. 它们的酶对温度很敏感 10真核细胞中三羧酸循环的大部分酶位于 a. 质膜 b. 细胞质 c. 线粒体内膜 d. 线粒体基质 11按DNA片段产生RNA分子称为 a. 转录 b. 翻译 c. RNA剪接 d. 复制 12在核小体中，DNA是绕在下述哪个组分上 a. DNA聚合酶分子 b. 核糖体 c. 组蛋白 d. 细胞核 13下列哪一个重组DNA技术中使用的工具酶与相连接的应用不相配 a. 限制性内切酶——获得特定的DNA片段 b. DNA连接酶——切断DNA产生一个粘性末端
.作业 现代生物学导论 姓名：苗丽娜 学号：12092117 专业：行政管理 学院：法政学院
浅谈人类克隆 苗丽娜 （天津科技大学，天津，300457） 摘要：世界首例体细胞克隆羊问世之后,人们不免对克隆人深表担扰,这种担扰是非常有道理的,克隆技术一旦用于复制人并培育出克隆人来,会给人类社会带来不可估量的后果,我们应以高度负责的态度发展克隆技术,应该正确地评价克隆技术的科学意义用它来造福于人类。本文针对世界普遍关注的话题“人类克隆”展开了叙述，主要从克隆的概念、人类克隆的伦理原则、世界各国对“人类克隆”的态度以及克隆给我们生活带来科学性的意义来阐述。 关键词：克隆、克隆人、伦理、意义 Abstract: The world's first cloned sheep came out, people can deeply worried about human cloning, this worry is very reasonable, cloning technology once used to clone and cultivate human cloning, will bring immeasurable social consequences, we should take a highly responsible attitude towards the development of cloning technology, should correctly evaluate cloning technology scientific significance and use it to benefit the human. In this paper, according to the world universal attention topic "human cloning" described, mainly from the concept of human cloning, cloning the ethical principles, the world of "human cloning" attitude and cloning bring us a scientific significance . Keywords: Cloning, Human cloning, Ethics, Significance 中图分类号：Q-1 1.克隆的概念 “克隆”一词是英语词clone或cloning的音译。我国以前曾译为“无性生殖”或“无性繁殖”,正如我在我的《生命伦理学》一书中就是译为“无性生殖”的。根据我国遗传学家吴教授的建议,将clone或cloning音译为“克隆”。 按照Webster’s: New World Dictionary〔Gularnik 1980〕的诠释:clone:通过无性繁殖方法(如插枝、生出球径;或分裂生殖、孤雌生殖等)来源于单一个体的后代;通过克隆产生的一个个体。cloning:通过克隆生产,通过用机体的体细胞核代替未受精卵的核产生该机体在遗传上同一的副本。世界卫生组织在3月关于克隆的非正式声明中定义克隆为遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性生殖。 2.人类克隆的伦理领域 目前学术界和公众注意的焦点并不在克隆动物和植物上,而是在克隆人的问题上。克隆人应该提倡支持吗?还是应该被禁止?这样我们就进入了伦理领域。 2.1医学领域内的基本伦理原则 与克隆技术有关的生命伦理学,在评价生物医学领域内的行动时,普遍运用如下基本伦理原则:①不伤害:所采取的行动不应给有关的人带来伤害。医务人员或研究人员不应给病人或受试者带来本来可以避免的伤害。但在特殊的情况下,一个行动会给某一个人带来伤害,但目的是避免给这个人带来更大的伤害(为了救命而截肢)。②有利:行动应该使有关的人受益。医务人员“救死扶伤”、“为人民服务”,就是使病人和人民受益。③尊重:尊重一个人自
现代生物技术导论学习心得体会 拿到这本书后随便翻看了一下，其中很多内容在以前的学习中已经深入的学习过，刚开始觉得这门课程没必要开，后来学习完了以后觉得对以前的课程有归纳总结的作用，觉得不错，但是我认为应该在大一上才好，当时觉得应该上一点关于专业课程设置和发展方向的课程。这是我在开始写心得之前的一点看法现将个学期以来学习《现代生物技术导论》的一些心得体会总结如下一，在学习方法 上对于这门课程，在我来看应该是一门综述类型的科目，内容繁杂但是相对来说都比较浅不会在每个点上点的太深，所以针对这个特点，我觉得一概在上课的时候跟老师很好的互动这样就够了，学习之余可以试着写一个章节提纲，或者画一张各个知识的关系图谱，记得我在学习生物化学的时候做过一张个中循环之间的一个结构关系图，复习的时候可真派上大用场了，关于记笔记我该说几句，如果要的高分还是乖乖的记笔记，但是我习惯上课看书再听听老师讲课这样比较好，如果记笔记我可就不能专心了，不过我的笔记还是记了——-课后的功劳啊。 二，对于王老师的教学方式的一点认识这学期是王中风老师代我们这门课程，其中有一个新的教学方法就是给我们一次做“教受者”的机会，这样增加了我们在学习这门课程的的积极性和兴趣，而且锻炼了一些演讲交际的能力还有就是对ppt的应用有所提升，别看这点不起眼，到将来找工作的时候就知道重要了，古人不是说过--不以善小而不为吗?所以还是认真做好没一个“善事”。不过也有 一些不足之处就是：很多同学上讲台的时间太少没有能够很好的发挥，我还有一个设想可以把这个推广的全院去，设置一个“合肥学院百家讲坛”为在校学生提供一个演讲的平台，可以讲自己的专业知识，还有自己在某个方面的认识和看法，比如：今大学生就业，大学生使用网络，或者可以讲述自己在某个方面的成就分享经验，我觉得这样会更好，虽然现在都强调交流，可是我们跟我们周围的人的交流还是相当少的。我还有一个感觉，王老师是我见过的比较严格的老师，从笔记，上课点名，对布置任务（文章格式，字体，引用等各个方面都做了要求）都做了很严格的要求，很多同学都觉得老师这样要求太夸张了，不过仔细想来觉得对我没是有好处了的，因为将来不管是再学习或者工作都需要这样的品格。 三，生物技术的学习对我们今后的作用以及影响 过去学历史的时候老师给我们讲简史，那是因为什么我们对历史没有深入学习过，简史是一个概要，可以帮助我们去在众多繁杂的内容里面理出一个框架来，生物技术导论做为生物技术专业的一门框架性的学科也起着和简史一样的作用，但是生物技术导论比简史更有意义，因为简史仅仅是对历史的简要的概述，而生物技术作为一个前沿的学科，他的很多秘密还不为我们所了解，所以生物技术导论这门课程不仅有概述的左右还有启迪我们心智，做出一些方向型的指引，思想是做科学的前提，唯物主义为自然科学的发展开辟了蔚蓝的天空，生物技术导论也为生物技术的发展构画蓝图。从小的方面说，这门课程为什么我生物技术专业的学生学习专业只是做了一个蓝图，靠着这张蓝图我们将能更加高效有条不紊的学习这个专业。 结语：首先感谢王老师一个学期以来兢兢业业的为什么讲述这门重要的课程，再祝愿我和我的战友将来在生物技术的方向上取得更大的成绩。
简答题 1、生命有哪些重要特征？ 答：（1）细胞是生命的基本单位 （2）生物体是由有序的细胞构成组织、器官、系统 （3）生命具有生长发育和新陈代谢的特征 （4）能够应对并适应外界刺激，保持内环境稳态 （5）繁殖和进化 2、为什么说水分子是偶极子？它有什么化学特性？ 答：（1）水分子中电荷分布是不对称的，氢、氧的电负性不同而导致水分子一侧显正电性，另一侧显负电性，从而表现出电极性，因而它是一个典型的偶极子。（2）水分子之间可建立弱作用力氢键，水中每一氧原子可与另两个水分子的氢原子形成两个氢键。氢键作用力很弱，常温下氢键常处于断开和重建的过程中，从而赋予水的流动性。由于水分子具有这一特性，它既可同蛋白质中的正电荷结合，也可同负电荷结合。蛋白质中每个氨基酸均可结合水分子，这也是蛋白质溶于水的原因。 3、淀粉和纤维素在化学组成上有何异同？ 答：（1）相同：均是由葡萄糖组成，分子式可以用分子组成为(C6H10O5)n表示（2）不同：n不同，一般纤维素要大一些，纤维素分子的一个结构单元含有三个醇羟基而淀粉分子结构有直链结构和支链结构两种。淀粉是由α-葡萄糖组成的，而纤维素是由β-葡萄糖组成。 4、动物为何含有更多的脂肪？ 答：植物的生活方式是静止的，可由光合作用直接提供能源，因而以容易降解的淀粉作为能量的储存分子。动物以运动作为主要生活方式，需要消耗更多的能量。同时为了减少运动时体重的负担，需选择重量轻而比热高的有机分子——脂肪来储存能量，因而具有更多脂肪。 5、比较动物细胞与植物细胞的差别。 答：要点：细胞壁；液泡、叶绿体、中心体。 6、简述Na+/K+泵的开关模型。 答：细胞质Na+离子与蛋白质结合会引起跨膜的通道蛋白质磷酸化，并引起蛋白构型变化，蛋白质构型的变化将Na+泵出细胞外，同时结合细胞外K+。蛋白与K+离子结合使得其释放磷酸基团，这一过程使得蛋白质构型复原，同时将结合的K+释放到胞内。复原的蛋白再次结合Na+，重复循环。 7、什么是能障？什么是活化能？酶为什么能降低反应的活化能？ 答：（1）能障：就是启动某一化学反应时存在的能量障碍。 （2）活化能：用于克服能障，使化学键断裂，促使化学反应进行所需要的能量。（3）酶能够降低反应活化能的原因有三： ①提高底物在反应区间的浓度； ②使反应基团正确定位以便反应底物之间充分接触； ③改变反应底物的分子几何构型和电子轨道的分布。 8、什么是酶促反应的专一性？它在药物设计中有何应用价值？ 答：（1）酶促反应的专一性是指一种酶只能对一个或者一类底物的生化反应起催化作用。酶促反应的专一性包含两个部分，结构专一性（只能催化特定的底物反应，涉及特定的化学键）和立体异构专一性（旋光异构与几何异构）。
《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
浅论转基因食品的风险性 学院: 专业: 学号: 姓名: 论文提交日期:2012 11 日 摘要 自转基因技术应用到食品产业中以来, 转基因食品飞速发展, 以转基因生物为食物或为原料制造的食品已越来越多的走上人们的餐桌。虽然转基因食品的研究和应用只有短短几十年,但其优质、高产、抗逆性好等优点较为明显,已为大多数人所接受。但转基因食品并不是毫无弊端, 其仍存在很多不容忽视的风险性。为促进转基因食品研发工作的健康发展 , 本文对转基因食品的发展做了简要介绍, 并将其与传统食品进行比较, 又对可能影响人类健康的潜在风险性与对生态环境的风险性因素进行了分析 , 并对转基因食品的未来发展进行了思考。 关键词:转基因食品; 健康风险; 生态风险;未来发展 目录 第一章转基因食品的发展… … … … … … … … … … … … … … 1第一节何谓转基因食品… … … … … … … … … … … 1第二节转基因食品的种类及介绍… … … … … … … … … … … 1第三节转基因食品与传统食品的比较…… … … … … … … … … … 1第二章转基因食品对健康的潜在风险………………………… 2第一节与基因表达产物相关的健康影响…………………………… 2第二节蛋白质可能的致敏性… … … … … … … … … … … … … … 2第三节与食品关键成分相关的安全问
题.................................... 3第四节与被标记基因生物相关的安全问题................................. 3第三章转基因食品的生态风险.............................................3第一节转基因生物的靶标效应............................................. 4第二节外源基因逃逸... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4第三节外源基因在生态系统中的积累....................................... 4第四节转基因生物入侵... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4第四章对转基因食品的思考... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (5) 参考文献 第一章转基因食品的发展 第一节何谓转基因食品 转基因食品(Genetically Modified Foods, GMF 又称为基因工程食品或基因修饰食品, 它是利用现代分子生物技术将一种或几种外源性基因转移至某种特定生物体(动、植物和微生物中, 改造生物的遗传性, 使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人类所需的目标转变, 并使其有效地表达出相应的产物 (多肽或蛋白质。这样的生物体若直接作为食品,或以其为原料加工生产为食品,就叫做“转基因食品” [1]。 第二节转基因食品的种类及介绍 转基因食品通常分为四类:植物性转基因食品; 动物性转基因食品; 转基因微生物食品;其他转基因食品。 1983年,世界上第一例真正意义上的转基因生物是含有抗生素抗性基因的转基因烟草, 1985年转基因鱼问世,从此解开了转基因食品研究和生产的序幕。 一、近些年来转基因作物发展迅猛,目前,大量的转基因农作物被直接或间接地制成食品,常见的有玉米、大豆、番茄、油菜等。 2011 年, 29 个国家 (包括 19 个发
《现代生物学导论》结课论文题目：仿生技术之我见
摘要 从感性的角度来看待仿生技术，是人类坚持对现实世界的好奇心，不断探索自然、未知，勇于反映现实世界形象的体现与智慧的结晶，既传统又现代、既感性又理智、既熟悉浅显又陌生深邃、既善解人意又变幻莫测；同时最新的研究则从理性的角度来阐释仿生技术对于人类生活的意义，即它既能改善人们的物质生活，也能提升人们精神生活的境界，同时在一定程度上延续了人们的生命。 关键词：仿生技术好奇心自然生活生活
一、学习现代生物学导论的感受 通过课程开篇的介绍学习，我得以更明确地了解非生物专业生物学的定义，它是一门旨在拓展学生科学视野、激发学生创新灵感、培养学生正确的生命观与科学素质和增强学生环保意识与社会责任感的教育。课程学习的过程中，既有温故知新的踏实感，也有获得新知识的喜悦感，整个课程在紧张有序的进行中接近尾声，但对于这门课程的兴趣却已更大程度地激发了，而其中的仿生技术则是我尤为好奇的一个课题。 二、我所感兴趣的仿生技术 之所以对仿生技术感兴趣，源于课程中的仿生学这一章内容的学习。 源于生命的灵感，开启新技术的钥匙---这是我在学习仿生学的时候最直接的入门介绍。仿生学，顾名思义，模仿生物系统的原理以建造技术系统，或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学，同时仿生学也是一门建立在多学科边缘上的综合性学科。 生命的奇特总让同为生命体的人充满好奇，并总在尝试着将生命与生俱来的精细功能通过自己的努力模仿创造出来，过程虽曲折但却充满乐趣。人们通过仿生设计进而产生仿生技术，来使仿生的思想能够运用得更为广泛。 仿生技术是人类坚持对现实世界的好奇心，不断探索自然、未知，勇于反映现实世界形象的体现与智慧的结晶；就其自身来说，无处不表现出既传统又现代、既感性又理智、既熟悉浅显又陌生深邃、既善解人意又变幻莫测的特性，让人不由自主地想对它有更多的了解。 三、仿生技术与生活—最新进展 自古以来，人类就在仿效自然中的万事万物，让各种事物的方方面面都为自身所用。仿生学的思想源远流长，中国创造文字的灵感来源即是来自对生物形态的模仿而撰写的。仿生学的的诞生，不仅促进了社会科技文化的发展，也让人民的生活水平得到了进一步的提高。如今，仿生学已经渗透到了生活的各个角落，它结合智能工程、纳米技术工程等，正在为人类将来的良性发展开拓一条罗马大道，让我们的生活、我们的生命能够有更多的奇迹出现。 生活在进行，同样的，我们的仿生技术也从未停止过发展的脚步。
题目类型：名词、填空题、选择题、判断题、简答题、论述题 一、名词解释 1.生物技术：以生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产所需产品或达到某种目的。 2.目的基因：基因工程研究开发的可满足人们特殊需要的基因产物，统称目的基 3，限制性核酸内切酶：是能识别双链DNA中的特殊核苷酸序列，并在适当的反应条件下使每条链特定位点上的磷酸二酯键断裂，产生具有3’-OH和5’-P基团的DNA片段的一类内切酶。 4.质粒：是附加到细胞中的非细胞的染色体或核区DNA原有的能够自主复制的较小的DNA分子 5.细胞株:通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株 6.受体细胞:能摄取外源DNA并使其稳定维持的细胞；有一定应用价值和理论研究价值又称为宿主细胞或寄主细胞。 7.细胞培养:动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长 8.细胞固定化:固定化细胞是指固定在水不溶性载体上，在一定的空间范围进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢等）的细胞。 9.初级代谢产物:菌体对数生长期的产物 10.发酵工程: 利用微生物的某些特定功能，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的一种技术 二、填空题 1.在PCR反应体系中包括五种主要成分，分别是引物、DNA聚合酶、dNTP、模板DNA、Mg2+ 2.获得目的基因的方法主要有三大类，分别是构建（基因文库）和（利用PCR技术扩增目的基因）或者通过（人工合成）获得目的基因。 3.酶的固定化方法主要有三大类：载体结合法（1）物理吸附法（2）螯合法（3）结合法），共价交联法,包埋法 4.改变酶特性的方法有两类，其中（分子修饰法）法主要改变天然酶的（结构），通过对主链的（剪接切割）和侧链的（化学修饰）对酶进行改造。而（生物工程法）法则是改造酶分子（基因）。 5.植物组织培养主要分五个步骤，分别是获取外植体. 无菌接种. 诱导愈伤组织 的形成. 试管苗的形成, 扩大培养 6.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素，除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响，发酵条件一般包括培养基组成、温度、溶氧浓度、酸碱度 7. 通常酶的固定化方法有载体结合法（物理吸附法，螯合法，结合法），共价交联法，包埋法。
现代生命科学导论 摘要：现代科学技术发展极大的促进了社会的进步与发展，而生命科学技术的飞速发展尤其使人们的生活发生了翻天覆地的变化。随着研究的不断深入，技术水平的不断提高，生命科学与我们的生活的连系越来越紧密，悄悄地改变着我们生活的方方面面。 关键词：技术进步改变未来 正文: 你瞧，那鸥鸟鸣集和鱼翔浅底；你瞧，那林木葱茏和绿草茵茵；你再瞧虎豹的威猛雄烈和猿猴的捷敏灵性；而最具奥妙的则是智慧、勇敢、富于创造、形体美丽的“人”。但是透过这些千变万化的表象，生命是什么？掌握生命的密码又是什么？又是什么在改变着我们的生活？问号以一直追溯到生命的起源。现在，问题有了答案:基因。回答这个问题的正是生命科学这一学科，它自诞生以来就一直致力于回答生活中的种种问题。 生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生命与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来？”我们对单一神经元的活动了如指掌，但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。 自古以来，人类就没有停止过对神秘的生命现象孜孜不倦的探索。生命为什么选择地球作为它唯一的家园，并在此生息繁衍进化；海洋是否真如亚特兰蒂斯的传说中那样是起源于海洋；一颗休眠千年的种子缘何可以重新成长成参天大树；一个小小的细胞又怎样演变成复杂而有序的有机体？对万千生命现象的思考与探索贯穿人类五千年历史，成为人类认知世界中最富有魅力的部分。1840 年，英国的虎克首次用自制的显微镜观察到了细胞，此后，荷兰的列文胡克清晰地观察了活动的细胞，证实了细胞是所有生命的的结构基础；1865 年奥地利的传教士孟德尔通过豌豆实验阐明了生物遗传最基本最经典的规律，开创了遗传学研究的新纪元。1953 年，Watson 和Crick 共同发现了DNA 的双螺旋结构，并因此获得了诺贝尔奖，DNA 双螺旋结构的阐明标志着现代分子生物学的诞生。二十世纪四十至五十年代前后，生物学家们吸收数学、物理、化学等其他科学最新的研究成果及技术，开始了深入分子层面的研究。与其他学科的交融使得生物这一古老的学科重新焕发了青春。进入二十世纪八十年代，生命科学更使势不可挡，雄居影响当代人生活的四大科学之首，目前，生命科学已经成为21 世纪当之无愧的带头学科。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例，世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果，无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看，生命科学都是当今世界科学研究的核心，最为炙手可热的领域 但生命科学到底对我们的生活有什么影响呢？科学家的解释也许太过复杂。那么请听听以下的新闻吧！
《生物技术概论》教学大纲 一，简介 本课程以宋思扬主编《生物技术概论》为教程，用通俗易懂的方式介绍各项生物技术的基本原理和基本知识，是非生物学专业的本科生能够了解生物技术基本知识框架，促进其他学科的本科生对生物技术的关注，促进化学，物理，数学，地理等专业学生从事与生物技术相关的工作，促进文科有关专业的学生了解生物技术的基本知识，了解生物学对社会，文化，道德，伦理等的影响。 二，主要参考书： ⒈宋思扬，楼士林，《生物技术概论》，1999，北京，科学出版社 ⒉马大龙，《生物技术制药》，2001，北京，科学出版社 ⒊莽克强，《农业生物工程》，1998，北京，化学工业出版社 ⒋翟礼嘉，顾红雅，胡苹等，《现代生物技术概论》，1998，北京，高等教育出版社三，主要内容： 第一章生物技术总论（2学时） 1．1 生物技术的含义 1．2 生物技术发展简史 1．3 生物技术对经济社会发展的影响 第二章基因工程（6学时） 2．1 核酸的1核酸的结构和功能 2．2 基因工程工具酶 2．3 基因克隆载体 2．4 目的基因 2．5 目的基因导入受提细胞 2．6 克隆的筛选 2．7 基因工程进展隆的7基因工程进展 第三章细胞工程（4学时） 3．1 细胞工程的基本知识 3．2 植物细胞工程 3．3 动物细胞工程 3．4 微生物细胞工程 第四章发酵工程（5学时） 4．1 发酵工程基本知识 4．2 发酵过程的工艺控制 4．3 发酵设备概述 4．4发酵产物的加工 4．5发酵工业概况 第五章酶工程（5学时） 5．1 酶的基本知识 5．2 酶的发酵生产和分离纯化 5．3酶分子的改造 5．4酶和细胞的固定化 第六章生物技术与农业（3学时） 6．1 植物生物技术 6．2 动物生物技术
现代生物学导论 学院：材料科学与化学工程 学号：13031209 姓名：刘亮
浅谈克隆 生物学是重要的基础学科之一，现代生物技术的飞速发展给人类带来了极大的价值，为社会的进步做出了巨大的贡献。21世纪将会成为生物技术时代，现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程与蛋白质工程等几大支柱技术，其中以基因工程为核心的现代生物技术是近年来全球发展最快的高新技术产业之一。先从我接触生物这门学科开始谈起吧，在我上初中的时候，生物学科只是一门选修课，最后是以学业水平测试并且是在开卷形式中结束的，那时候根本没有学到什么知识；初中毕业，进入了一所县城中学的理科班，毫无疑问，理、化、生是我们必须学好的，我再次跟生物学科走到了一块。在天科大，我是一名工科生，专业也是化工方面的，但是阻止不了我对生物学科的喜爱。接下来，我将结合自己在高中以及大学期间选修《现代生物学导论》这门课程所学到的知识来谈谈基因工程和细胞生物学在生命学科领域中的地位。 一什么是基因工程 百度百科名片介绍如下：基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA 分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯、亚伯与史密斯时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理
一、生物技术总论 1、生物技术定义：生物技术（biotechnology），也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。 2、范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程 3、简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系。 现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而加快发展起来的。 两者的差别：传统生物技术的研究水平是细胞或组织水平，现代生物技术的研究水平是在分子水平。 两者的关系：现代生物技术的研究是以传统生物技术为基础。现代生物技术的研究能够促进传统生物技术研究。 4、“六高”特征：高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能。 二、基因工程 1、基因工程：按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，有目的地改造生物特性，在较短时间内使现有物种的性能得到改善，创造出符合人们需求的新生物类型，或者利用这种技术对人类疾病进行基因治疗。 2、基因工程研究的理论依据： （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。 3、基因工程操作步骤p17 ①获取目的基因；②构建基因的表达载体；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定. 4、PCR概念：PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA，RNA的地方。PCR又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。 5、目的基因导入受体细胞的常用方法：①化合物诱导转化法；②农杆菌转化法；③电穿孔转化法；④花粉管通道法；⑤基因枪法；⑥超声波处理转化法；⑦脂质体介导转化法；⑧体内注射转化法；⑨精子介导法；⑩病毒（噬菌体）颗粒转导法等 6、基因文库定义：把某种生物基因组的全部遗传物质信息通过克隆载体储存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即这种生物的基因组文库。 7、克隆载体定义：把能够承载外源基因，并将其带入受体细胞得以稳定维持的DNA分子。 分类：质粒载体、病毒克隆载体、人工染色体载体、基因表达载体。 8、人类基因组计划概论 人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。被誉为生命科学的“登月计划”。 人类基因组计划（英语：Human Genome Project, HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。基因组计划是人类为了探索自身