生物工程概论课程汇总.doc

生物工程概论课程汇总 作者： 日期：9 一、 课程简要内容1、本课程先从绪论开始，戴老师向我们介绍了生物工程与生物技术的含义，即指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合来改造或者重新设计细胞的遗传特性，培育出新的品种；以工业规模利用现有生物体系、生物化学过程来制造工业产品。换句话说，就是将活的生物体、生物体系或生命过程产业化的过程。然后介绍了生物技术的产生及其发展史，大体分为：传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。从生物技术的发展看出，在以生命科学为主要科学的今天，生物技术已经从人们最基本的衣、食、住、行，影响到人们的生活生产，乃至于人类对自身身体奥秘的探索。总之，生物技术影响到各行各业，跃居为21世纪最热门的领域之一。2、课程第二部分开始详细介绍生物工程的五大基本内容，即基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程。同时也指出是生物技术的六大特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能。(1) 基因工程基因工程是20世纪70年代以后兴起的一门新兴技术。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。以上可以看出基因工程的实施至少四个必要条件：目的基因、工具酶、载体、受体细胞。现阶段基因工程主要应用于农牧业，食品工业。如转基因鱼，转基因牛，转鱼抗寒基因的番茄等；环境保护，基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物；医学。基因工程药品的生产，基因工程胰岛素，基因工程干扰素等。(2) 细胞工程细胞工程是指在细胞水平上对生物体进行遗传操作的技术，通过离体培养、细胞核移植、细胞融合等技术，使生物的某些特征向人们需要的方向改变，或者快速繁育动植物优良个体，或者让细胞作为一种生物反应器，大量培养进行工厂化生产人类所需要的某些药物。根据细胞的来源不同，细胞工程主要分为植物细胞工程和动物细胞工程。细胞工程包括动植物细胞的体外培养技术，细胞融合技术（细胞杂交技术），细胞器移植技术以及克隆体技术和干细胞技术等。细胞工程现在主要应用于粮食与蔬菜生产，园林花卉，临床医学与药物，繁育优良品种等。(3) 发酵工程发酵工程是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在发酵罐中生产有用物质的一种技术系统。发酵工程是化学工程与生物工程技术相结合的产物，它将微生物学、生物化学、化学工程学等学科的基本原理和技术有机地结合在一起，利用微生物进行规模化生产，是生产加工与生物制造实现产业化的核心技术。发酵工程经过农产手工加工，近代发酵工程，现代发酵工程三个阶段。由于相比传统化学工程，发酵工程主要以再生资源为原料，反应条件温和，多为常温，常压，能耗低，选择性好，效率高，环境污染较小，投资较小，能生产目前用化学方法不能生产或生产较困难的性能优异的产品。因此广泛应用于医药、食品、化工、轻工、纺织、冶金、农业、能源和环保等诸多领域，并已经形成了完整的现代发酵工业体系。(4) 酶工程酶工程，一般的说，是把酶生产出来，做成制剂（简称酶制剂），并把它用于人类生产、科研和生活的各个方面。就总体来讲，酶工程的基本内容可归为六大板块：酶制剂的生产；现成酶的功能优化和新催化活性的发掘；新型酶催化剂的研究和开发；酶在非水介质中的催化反应；酶反应器的研发；各种形式的酶催化剂的应用技术的开发研究。从生物技术来讲主要包括酶的固定化技术，细胞固定化技术，酶的修饰改造技术及酶反应器的设计技术。目前酶工程技术主要应用于食品加工，轻化工业，医药学，能源开发等。(5) 蛋白质工程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诸多学科的基础知识，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，以产生能够满足人类需要的新型蛋白质的技术。蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。3、课程第三部分向我们具体介绍了生物技术与农业、食品、环境保护、能源及海洋生物开发的应用。通过对这些具体应用的介绍，加深我们对生物技术的认识，同时也让我们了解到生物技术在各行各业的发展前景。例如利用生物技术培育许多抗逆性强的粮食，经济作物的优良品质等。 二、我感兴趣的地方谈一谈转基因技术的利弊及其所引发的思考基因工程，是指将生物体内控制特定性状的基因作为外源基因，按照人类的意愿在体外进行加工操作后，再引入受体生物，使其在受体生物体内稳定存在并表达，从而生产出人们所期望得到的产物或者达到某种目的的过程。基因工程中应用最广泛的技术就是转基因技术，它可以克服物种之间的遗传屏障，按照人的意愿创造出自然界里原来没有的生命形态或者稀有物种，以满足人类的需求。转基因技术作为一种新兴的生物技术，为人类解决诸多方面面临的困难带来了福音，同时也带来了很多令人类措手不及的问题。下面列举了我在学习生物工程概论这门课程过程中总结的转基因技术利与弊的一些方面，同时提出我对其所进行的一些思考。转基因技术给人类带来的福祉1、转基因技术给农业带来的革命由于在提高生产力以及提高产品品质上的突出成绩，转基因技术已经成为正在进行的农业技术改造的最重要的组成部分之一。（1）抗病虫害的农作物（2）利用植物生产疫苗2、转基因技术给畜牧业带来的变化（1）利用转基因技术实现优质高产（2）利用动物生产药物3、转基因技术给医学带来的新思维（1）用动物器官代替人类器官（2）基因诊断（3）基因治疗上文列举了一些转基因技术给人类生产生活带来的正面的影响。但凡事都有两面性，在给人类带来无限福音的同时，转基因技术也给人类带来了许许多多难以解决的问题。转基因技术给人类带来的难题1、转基因生物可能引起广泛的生态环境安全性问题（1）可能诱发害虫和野草的抗性（2）可能诱发食物链的破坏（3）可能引发基因污染2、转基因食物对人体健康的威胁（1）毒性问题（2）过敏性反应问题 （3）免疫力问题（4）抗药性问题我的思考1、转基因产品的其他一些可能的安全隐患（1）可能危害有益昆虫类群（2）可能导致土壤肥力下降和化肥的滥用（3）不可预料的效应2、转基因植物对生态环境可能的危害的几点构想（1）将目的基因导入植物叶绿体DNA中（2）对转基因作物与普通作物进行合理间种(3)严格控制转基因作物的种植范围3、对经济利益冲击科学研究纯粹性