生物技术的发展和应用及生物基础专业词汇

生物技术的发展和应用自2001年初，生物技术产业便显现出一片诱人的前景。人类基因组草图的即将完成，带动各生物技术的不断飚升。人们普遍认为这将导致医学与药物研究的繁荣，并会带来滚滚的财富。随着基因组测序的完成，许多科学家和投资者开始把目光投向生物技术向个学科的渗透，如今生物技术已经在芯片、医学等领域都取得丰硕的成果。下面对生物芯片、基因治疗及微生物的研究的基本问题作简单的介绍。（一）生物芯片

20世纪90年代初开始实施的人类基因组计划取得了人们当初意料不到的巨大进展，而由此也诞生了一项类似于计算机芯片技术的新兴生物高技术———生物芯片。生物芯片主要是指通过微加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统，以实现对生命机体的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类以及其他生物组分进行准确、快速、大信息量的检测。目前常见的生物芯片分为三大类：即基因芯片、蛋白芯片、芯片实验室或称微流控芯片等。生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片上高度集成的成千上万密集排列的分子微阵列，能够在很短时间内分析大量的生物分子，使人们能够快速准确地获取样品中的生物信息，检测效率是传统检测手段的成百上千倍。使用基因芯片分析人类基因组，可找出癌症、糖尿病由遗传基因缺陷引起疾病的致病的遗传基因。生物医学研究人员可以在数秒钟内鉴定出导致癌症的突变基因。借助一小滴测试液，医生们能很快检测病菌对人体的感染。利用基因芯片分析遗传基因，可以使糖尿病的确诊率达到50％以上。生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特的优势，它可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病的检测。仅用极小量的样品，在极短时间内，向医务人员提供大量的疾病诊断信息，这些信息有助于医生在短时间内找到正确的治疗措施。对肿瘤、糖尿病、传染性疾病、遗传病等常见病和多发病的临床检验及健康人群检查，具有十分重要的应用价值。

（二）基因治疗众里盼她千百度，如今，基因治疗已近走出实验室，进入实践阶段，如：癌症的基因治疗，肿瘤的基因治疗属于一种生物治疗手段，是一大类治疗策略的总称。根据治疗机理不同，目前至少可以分为以下几方面：（1）免疫基因治疗：指的是通过基因修饰的瘤苗或抗原呈递细胞体内回输，或者免疫基因的直接体内导入，激发或增强人体的抗肿瘤免疫功能，达到治疗肿瘤的目的，它也是一大类治疗的总称。治疗基因包括肿瘤相关抗原基因、细胞因子基因或者MHC基因等。（2）抑癌基因治疗：抑癌基因的失活是肿瘤发生过程中重要的分子事件，研究证明，体内导入野生型抑癌基因，替代缺失或异常的抑癌基因表达，可以达到抑制肿瘤细胞增殖的效果。目前研究较为深入的抑癌基因治疗主要运用P53、P16、RB基因等，其中又以P53基因应用最广泛，许多治疗方案已进入临床试验阶段。（3）反义癌基因治疗：癌基因是一类细胞增殖调控正信号基因，具有促使细胞增殖，阻止细胞分化的特点，癌基因的激活是肿瘤发生过程中另一重要的分子事件。通过人工合成的寡核苷酸与癌基因编码的mRAN互补结合，可以抑制mRNA的转录，达到封闭癌基因的目的。目前的治疗方案主要采用反义MYC、NEU、K－ras基因等。（4）自杀基因治疗：自杀基因是一种酶解前体药物激活基因，其产物具有将无毒或低毒的前体药物转变为细胞毒性药物的特性。选择性将自杀基因导入宿主肿瘤细胞内并表达，同时给予前体药物，并被酶解为细胞毒药物，特异性杀伤肿瘤细胞。目前常用的自杀基因治疗系统主要有胸苷激酶基因／更替洛韦系统和胞嘧啶脱氨酶基因／5－氟－胞嘧啶系统，其中后者的酶解产物为5－FU，它分子量小、易扩散、毒性高，本身就是许多恶性肿瘤的一线化疗药物。（5）抗血管生成基因治疗：通过基因导入并表达的手段，在体内长期维持一定水平的血管生成抑制因子，抑制肿瘤血管的生成，从而达到抑制肿瘤增殖、复发和转移。（6）其它基因治疗：例如耐药基因治疗，即将耐药基因导入骨髓干细胞，表达后尽可能地保护干细胞免受细胞毒药物的骨髓抑制作用。随着生物技术的发展，和基因研究的不断进步，我们可以大胆的想象，癌症必将在不久的将来被科学家攻克，不再危害人类。

（三）微生物的研究

生物技术在微生物方面的研究，已经深入到一定程度，并在众多领域取得了举世瞩目的成就，为社会盈取了巨大的效益，特别是在农林业尤为引人注目。人们熟悉一句话“朽木不可雕也”。事实上朽木变成废物主要是某些微生物长期作用的结果。木材主要由木质素所组成，它是由20％—30％木质部组成的植物产品，系芳香核的多聚有机物，特别是它的纯品受生物降解非常缓慢。木质素是木材工业或其加工业的大量废弃物之一，每年工业处理木材产生的废物形式的木质素就有近35万吨。其实它是一大类有用的生物资源，通过某些微生物可以得到充分作用。如用它作原料制取醇类产品、洁净生物能源和菌体蛋白质产品，可饲用或民用。但是，微生物也可使木材腐朽、树木枯萎，造成巨大经济损失。

已经确定一些担子菌类是引发木材腐朽的祸根，这是真菌侵害、长期作用的结果。这类真菌分为两组：褐色致病菌和白色致病菌。前者主要破坏纤维素和半纤维素成分，几乎对木质素不起作用，这些菌有Coniphoraputeana，绿色木霉，它们含有强力的水解酶，分解木材多糖，脱甲基作用，酶系还破坏芳香环；后者首先对木质素起作用，几乎不使纤维素多糖受损害，这些菌有黄白卧孔菌、变色多孔菌、粗皮侧耳。它们破坏木质素形成白色物质，是个氧化过程，脱去甲基，形成二酚，被二加氧酶分解了。

除上两组真菌外，也发现既分解木质素，又分解纤维素的真菌，称之为软腐真菌组，也可叫第三组，如球毛壳，随着研究的深入，除分解木质素的这些白腐担子真菌之外，在真菌中还有子囊菌的代表如青霉和曲霉以及不完全真菌如镰孢、链格孢等均具有同样的降解功能。在放线菌中有链霉菌和热单胞菌，细菌中有无色杆菌、农杆菌、不动杆菌、好氧单胞菌、诺卡氏菌、假单胞菌、黄单胞菌和微球菌等的参与。它们分解木质素能力是微弱的，但其群体的作用也不可小视。

从上可以看出，分解木质素的微生物中真菌是个强大的生物因子，它可以使木材腐朽化、树木枯朽等，危害极大。如何防治它们的破坏性呢？就生物防治途径而言，值得深入研究。（一）对付真菌可探究溶真菌细菌以及其它真菌的寄生物或其它拮抗体；（二）对付细菌则可寻找细菌的寄生物，最主要的是噬菌体和蛭孤菌的选育及其利用。（三）木材的防腐朽，微生物方法值得注意。研究人员发现一种微生物对木材及其制品具有防腐作用，只要将菌液涂刷在木材或木制品上就管用，菌液浸入木质纤维中使其固化，对那些破坏木质纤维的有害菌类的入侵带来困难，因此，几经菌液处理过的木材在高温、潮湿和水中浸泡的环境中以及将它埋藏于地下60年以上均不会腐朽，这种微生物改性木材很有开发前景。总之，微生物均有其双重性，可用其益，去其害。如今生物技术完美的完成了两者的结合，服务于经济与社会。生物技术，作为一门新兴学科，已经经历了几十年的发展，他给人类带来了巨大的经济利益，同时也带给我们沉重的思考如同克隆人、生物战般骇人听闻。如今，刚刚结束了二十一世纪的第一年，不论是好是坏，我们相信它将在以后的日子里改变我们的生活，将我们带入到更加广阔的“生物时代”。Botany植物学Celltheory细胞学说cellmembrane细胞膜nucleus细胞核Organelle细胞器cellwall细胞壁cytoplasm细胞质protoplast原生质体cellcycle细胞周期mitochondrion线粒体photosynthesis光合作用unitmembrane单位膜chloroplast叶绿体chlorophyll叶绿素xanthophyll叶黄素carotene胡萝卜素golgiosome高尔基体ribosome核糖体lysosome溶酶体microfilament微丝nuclearfission核分裂reproduction繁殖primarywall初生壁secondarywall次生壁plasmodesma胞间连丝mitosis有丝分裂amitosis无丝分裂meiosis减数分裂cytokinesis胞质分裂interphase间期prophase前期metaphase中期anaphase后期telophase末期tissue组织pistil雌蕊stamen雄蕊ovary子房pollination传粉pollentube花粉管porogamy珠孔受精chalazogamy合点受精mesogamy中部受精apomixis无融合生殖apogamy无配子生殖patrogenesis孤雄生殖parthenogensis孤雌生殖apospory无孢子生殖pericarp果皮lifehistory生活史rootsystem根系mainroot主根lateralroot侧根taprootsystem直根系fibrousrootsystem须根系cortex皮层vascularcylinder维管柱pericycle中柱鞘xylemray木射线vascularray维管射线phloemray韧皮射线rootcap根冠Casparianstrip凯氏带primaryxylem初生木质部primaryphloem初生韧皮部vascularray维管射线xylemray木射线phelloderm栓内层phloemray韧皮射线embryo胚homologousorgan同源器官analogousorgan同功器官endosperm胚乳seedcoat种皮radicle胚根plumule胚芽hypocotyl下胚轴cotyledon子叶dormancy休眠seedgermination种子萌发eukaryote真核生物prokaryote原核生物algae藻类blue-greenalgae蓝藻trichogyne受精丝mucopolysaccharide黏多糖gelatinoussheath胶质鞘exospore外生孢子heterosexualcell异性细胞greenalgae绿藻isogamy同配生殖anisogamy异配生殖anisogamy卵式生殖zygogamy接合生殖haploid单倍体diploid二倍体polyploid多倍体carposporophyte孢子体brownalgae褐藻sea-tangle海带agar琼脂fungi菌类parasitism寄生saprophytic腐生的lichen地衣archegonium颈卵器antheridium精子器antiphyte孢子体gametophyte配子体protonema原丝体bryophyta苔藓植物cruciferae十字花科vascularplants微管植物aquaticplant水生植物salicaceae杨柳科angiosperm被子植物endoplasmicreticulum内质网vegetativereproduction营养繁殖intercellularlayer胞间层phellogen&corkcambium木栓形成层asexualreproduction无性繁殖sexualpropagation有性繁殖tetradynamousstamen四强雄蕊didynamousstamen二强雄蕊monodelphousstamen单体雄蕊diadelphousstamen二体雄蕊triadelphousstamen三体雄蕊polyadelphousstamens多体雄蕊synantherousstamen聚药雄蕊primarywallcells初生壁细胞vegetativecell营养细胞malesterility雄性不育filiformapparatus丝状器meristemzone分生区elongationzone伸长区maturationzone成熟区embryophyte有胚植物specificparasitism专性寄生specificsaprophyte专性腐生facultativeparasitism兼性寄生facultativesaprophyte兼性腐生sexualgeneration有性世代asexualgeneration无性世代Zoology动物学cell细胞prokaryoticcell原核细胞eukaryoticcell真核细胞protein蛋白质nucleicacid核酸carbohydrate糖lipid脂质protoplasm原生质inclusion内含物cellcycle细胞周期pulmonaryalveolus肺泡flagellum鞭毛foodvacuole食物泡pinocytosis胞饮作用fission裂体生殖microgamete小配子zygote合子microtubule微管contractionsilk收缩丝merogenesis卵裂blastocoele囊胚腔completecleavage完全卵裂layering分层cynapse突触myoneme肌丝myocyte肌细胞mesoglea中胶层monoecism雌雄同体dioecism雌雄异体velum缘膜radialsymmetry辐射对称nervenet神经网planula浮浪幼虫bilateralsymmetry两侧对称mesoderm中胚层tubulecell管细胞osmoregulation渗透调节acetabulum腹吸盘oralsucker口吸盘metacercaria囊蚴pseudocoel假体腔cuticle角质膜cloacalpore泄殖孔renette腺肾细emunctory排泄管restingegg休眠卵metamere体节metamerism分节现象senseorgan感觉器periostracum壳皮层prismaticlayer壳层nacreouslayer珍珠层veliger面盘幼虫glochidium钩介幼虫adductor闭壳肌segmentation异律分节linearanimal线形动物pericardialcavity围心腔cervicalvertebra颈椎sacralvertebra荐椎pulmonaryvein肺静脉precavalvein前腔静脉bladder气囊middleear中耳tympanumcavity中耳腔amnion羊膜neopallium新皮层lagena瓶状囊wishbone叉骨postcavalvein后腔静脉glandularstomach腺胃airsac气囊saltgland盐腺scleroticring巩膜骨viviparity胎生placenta胎盘allantois尿囊rumen瘤胃bursaoffabricius腔上囊masticatorystomach肌胃reticulum网胃omasum瓣胃abomasum皱胃cochlea耳蜗earthworm蚯蚓internalnaris内鼻孔amniota羊膜动物arthropod节肢动物coelenterate腔肠动物annelid环节动物cellmembrane&plasmamembrane细胞膜epithelialtissue上皮组织connectivetissue结缔组织cartilagetissue软骨组织osseoustissue骨组织musculartissue肌肉组织cardiacmuscle心肌intercalateddisc闰盘Nissl'sbody尼氏小体colony&group群体meroblasticcleavage不完全卵裂colonialtheory群体说gastrovascularcavity消化循环腔musclesystem肌肉体系excretorysystem排泄系统reproductivesystem生殖系统digestivesystem消化系统archinephricduct原肾管basallamina&basalmembrane基膜cross-fertilization异体受精self-fertilization自体受精finalhost终寄主firstintermidatehost第一中间寄主semicircularcanal半规管secondintermediatehost第二中间寄主pterosaurs翼龙vertebrates脊椎动物pelvises骨盆reptilian爬虫类的forelimb前肢flatfish鲆鱼flounder比目鱼owl猫头鹰seahorse海马bison北欧野牛ostrich鸵鸟Genetics遗传学heredity遗传variation变异gene基因pisumsativum豌豆segregation分离gamete生殖细胞zygote合子allele等位基因genotype基因型phenotype表现型testcross测交oryzasativa水稻diploid二倍体haploid单倍体centromere着丝粒satellite随体linker连丝mitosis有丝分裂mesoblast中胚层spindle纺锤体interphase间期spindlefiber纺锤丝viciafaba蚕豆nucleoplasm核质spermatogenous精原细胞oogonium卵原细胞spermatid精细胞Phenocopy拟表型epistasis上位效应mutant突变型gameticlethal配子致死zygoticlethal合子致死autosome常染色体dominantlethal显性致死carrier携带者homozygote纯合体heterozygote杂合体genotype基因型phenotype表现型linkagegroup连锁群interference干涉coincidence并发率geneticmap遗传学图wildtype野生型mutation突变heterokaryon异核体auxotroph营养缺陷型strain菌株recipient受体donor供体fragment片段induction诱导prophage原噬菌体transduction转导Mendel’slaws孟德尔定律lawofsegregation分离定律firstfilialgeneration子一代parentalgeneration亲代dominantcharacter显性性状recessivecharacter隐性性状hereditarydeterminant遗传因子parentalcombination亲组合recombination重组合punnettsquare棋盘法Mendeliancharacter孟德尔性状primaryconstriction初级缢痕secondaryconstriction次级缢痕nucleolarorganizer核仁形成区firstpolarbody第一极体secondpolarbody第二极体sisterchromatids姐妹染色单体femalegameticnucleus卵核multiplealleles复等位基因sex-chromosome性染色体sex-linkedinheritance伴性遗传primaryconstriction初级缢痕secondaryconstriction次级缢痕complementarygene互补基因homologouschromosome同源染色体sisterchromatids姐妹染色单体secondaryoocyte次级卵母细胞three-pointtestcross三点测交primaryspermatocyte初级精母细胞secondaryspermatocyte次级精母细胞firstdivisionsegregation第一次分裂分离seconddivisionsegregation第二次分裂分离lawofindependentassortment自由组合定律Biochemistry生物化学essentialelement必需元素traceelements微量元素proteoglycan蛋白聚糖aminoacid氨基酸primarystructure一级结构randomcoil无规卷曲structuraldomain结构域subunit亚基degeneration变性adenine腺嘌呤guanine鸟嘌呤cytosine胞嘧啶thymine胸腺嘧啶uracil尿嘧啶nucleoside核苷nucleotide核苷酸basepairing碱基配对basepair碱基对数base碱基数gyrase旋转酶nucleosome核小体complementaryDNA互补DNAplasmid质粒transposons转座子repetitivesequence重复序列exon外显子intron内含子variableloop可变环ribonuclease核糖核酸酶renaturation复性hyperchromiceffect增色效应basestackingforce碱基堆积力annealing退火melting-outtemperature熔解温度hypochromiceffect减色效应maltose麦芽糖sucrose蔗糖lactose乳糖starch淀粉glycogen糖原cellulose纤维素cellulase纤维素酶selectivity选择性substrate底物holoenzyme全酶cofactor辅因子coenzyme辅酶oxidase氧化酶metabolism新陈代谢assimilation同化作用catabolism异化作用metabolite代谢产物biologicaloxidation生物氧化cytochrome细胞色素rotenone鱼藤酮amytal阿密妥antimycinA抗霉素Acyanide氰化物glycolysis糖酵解ethanol乙醇citrate柠檬酸cis-aconitate顺乌头酸succinicacid琥珀酸oxaloaceticacid草酰乙酸acetyl-coenzyme乙酰辅酶fumarate延胡索酸glyoxylatecycle乙醛酸循环malate苹果酸fattyacid脂肪酸carbonunit一碳单位replicon复制子coreenzyme核心酶primosome引发体Okazakifragment冈崎片段leadingchain前导链laggingstrand后随链terminator终止子telomere端粒telomerase端粒酶replicationfork复制叉vector载体promoter启动子terminator终止子operon操纵子codon密码子degeneracy简并性hormone激素citricacidcycle柠檬酸循环deamination脱氨基作用ureacycle尿素循环euchromatin常染色质messengerRNA信使RNAtransferRNA转移RNAribosomeRNA核糖体RNAmetabolicregulation代谢调节feedbackregulation反馈调节structuralgene结构基因promotergene启动基因operatorgene操纵基因regulatorgene调节基因terminationfactor终止因子tripletcode三联体密码initiatorcodon起始密码terminationcodon终止密码semiconservativereplication半保留复制ornithinecycle鸟氨酸循环ketogenicaminoacid生酮氨基酸glucogenicaminoacid生糖氨基酸oxidativedeamination氧化脱氨作用transamination转氨基作用reversetranscription逆转录decarboxylation脱羧作用semidiscontinuousreplication半不连续复制reversetranscriptase逆转录酶missensemutation错义突变synonymousmutation同义突变neutralmutation中性突变nonsensemutation无义突变phosphatidicacid磷脂酸essentialaminoacids必需氨基酸dihydrouracilloop二氢尿嘧啶环anticodonloop反密码子环double-strandcircularDNA双链环形DNAsuperhelicalDNA超螺旋DNAopencircularDNA开环DNAlinearDNA线形DNAbasestackingforce碱基堆积力secondarystructure二级结构super-secondarystructure超二级结构tertiarystructure三级结构quaternarystructure四级结构negativesupercoilDNA负超螺旋DNApositivesupercoilDNA正超螺旋DNAGlyceraldehyde-3-phosphate甘油醛-3-二磷酸 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