㈠ 生物技術對我們的生活有哪些改變
我們的生活中有許多觸手可及的科技成果,都曾經是歷史上被看做遙不可及的。舉例而言,肥皂的配方早在公元前2200年的美索不達米亞的泥板上就出現了,但直到20世紀,人們依然受困於肥皂清潔力受溫度影響的特性:當污垢過多時,必須加上熱水才能徹底清潔干凈,熱水可能破壞某些高級紡織品,但這一點辦法沒有。生活在這4000年間的人們無法想像,基於生物科技,現代精細化工會生產出添加生物酶的生物型洗衣液,利用酶的催化分解作用實現低溫清潔,並減少清潔劑污水對環境的污染。如果我們能穿越回去問問古人,他們一定會說:「生物酶?遙不可及!」科技帶來的美好影響還不僅於此,我們現在輕易獲取的許多護膚品,都通過一些非常前沿的生物科技,讓我們能更輕松實現美好生活。我們再看一個例子吧:透明質酸,或者說玻尿酸,可能是如今很多人都熟知的一個護膚成分。它作為一種高分子黏多糖,具有優秀的持水力,且高度溫和親膚,因此廣泛運用於面膜、精華與各種霜膏,乃至頭發的護理中。那麼透明質酸是怎麼生產出來的呢?最早,透明質酸只能從雞冠這樣的動物組織中提取,2萬只公雞也只能提取1公斤透明質酸,可謂護膚品界的魚翅。這樣昂貴的材料,即便性能再優越,也顯然不是普通老百姓能用得起的。上世紀90年代,我國科研人員突破桎梏,通過微生物發酵技術,利用小小的菌種,在發酵罐中就可以生產出透明質酸了。現在華熙生物通過微生物發酵法,每升發酵液可提取16-17g透明質酸,讓效率大大提升。隨後,華熙生物的科研人員又實現了新的技術突破,在合成生物技術賦能下,每升發酵液中可提兆攔改取的透明質酸產量為73 g,產量是第二代微生物發酵技術的4-5倍,且生產成本又降低了3/4。時至今日,我們普通消費者可以用合理的價格購買到含透明質酸的護膚品,這與微生物發酵技術的突族判破密不可分的。
隨著透明質酸產業技術的不斷發展升級,它還可以拓展出許多進階技能,比如:將它作為其他護膚活性成分的載體。而其他活性成分,很可能也是通過生物科技獲得的。透明質酸+麥角硫因麥角硫因最早在麥角菌中被提取發現,不僅自身可有效清除自由基,且協調促進SOD活性,添加在小分子透明質酸中,易於被皮膚吸收,是一個頗有潛力的護膚成分。但由於麥角硫因的手性碳原子的存在,它難以被化學合成。華熙生物通過多重發酵技術,用天然猴頭菇和松蕈的菌絲體進行發酵,高效合成高濃度、高純度的L-麥角硫因(EGT),產物天然帶有β-葡聚糖、多肽、氨基酸、多糖等小分子活性物質,輕松組成對抗環境損傷的皮膚小衛隊。合成生物技術的問世,將為微生物發酵技術插上翅膀,大大有助於這類生物活性物質的生產。 作為全球知名的生物科技和生物材料企業的華熙生物,很重視合成生物技術的發展機會,在2018年就開始提前布局合成生物賽道,憑借二十餘年的研發和產業轉化經驗,積極與清華大學、江南大學、北京化工大學、中國海洋大學、中科院等多家高校和科研院所深入展開了合成生物相關領域的戰略合作或共建聯合研發中心。並在天津建成了全球最大的中試轉化平台。利用合成生物技術,華熙生物對高純度麥角硫因、5-ALA、維生素C葡萄糖苷、紅景天苷等物質已完成發酵工藝驗證;多聚寡核苷酸、NMN和人乳寡糖均已實現突破性進展,處於國際領先研發水平;依託寡糖體外酶催化合成技術,建成了全球分子量覆蓋廣的人體三大多糖——透明質酸、硫酸軟骨素、肝素寡糖庫。合成生物技術基於傳統的生物科學、分子生物學,還整合了化學、物理、數學、信息學和工程學等多學科的知識和技術,以基因測序、基因合成與基因編輯為三大底層技術,對生命系統進行重新編程改造或從頭設計合成,創建新的生命體系。合成生物技術不僅滿足了人類不斷增長的物質原料的獲取需求,還對環境的保護具有重要意義。前文所提及的透明質酸、麥角硫因等等,依託合成生物技術合成,利用微生物發酵平台生產,不僅更加高效,也更環保——它意味著更低的能源消耗,和更低的碳排放,還意味著我們向大自然索取什麼原料時,不一定要通過種植、養殖、開采、提取、化學合成,也可以通過合成生物技術獲得。就像我們不需要再大批量屠殺公雞獲得透明質酸一樣,我們也不需要獵殺鯊魚來獲得角鯊烷,不一定需要大面積種植作物來獲得某種特定的植物提取物,這就為減少耕地、保留衡伍自然環境初始面貌、保護生物多樣性等,提供了更多的可能性。如果我們延展出去,不局限於護膚品的生產,那麼我們將看到的是,合成生物科技通過創建細胞工廠,合成萬物,為綠色製造提供核心支撐。
當我們站在歷史長河的角度去展望,我們還會想到,我們手邊一支平平無奇的護膚品,小時候按部就班打的一針疫苗,生病時順理成章吃的一劑抗生素……都曾經是人類文明史上了不起的進步,是古人以為的「遙不可及」。而科技的發展,從對自然資源的利用,到高效利用,再到保護和重新創造,我們現在以為遙不可及的東西,也許又在未來變得觸手可及。這背後是一代代科研人員的心血,也是人類從征服環境,到嘗試與環境友好相處的歷程,是科技的進步,也是人類的成長。這,或許就是科學最美的地方。
㈡ 分子生物學與我們生活的關系
親子鑒定,犯罪現場嫌疑人的血液和頭發,牙齒和人體有關的組織都涉及到DNA的鑒定。
基因洞兄突變:如是否患有家族遺傳病和基因控制的蛋白質變化有關
瘋牛病:朊病毒突變(蛋白質結構變異引起的,對於蛋白質能否作為遺傳物質有關提出了挑戰)
各種豆腐乳,醬油以及醋等調味品:都是由微生物發酵生成的,涉及到定向的改造
還有各種抗蟲作物:(抗蟲棉,抗蟲水稻)都是定向導入BT毒蛋白而做成的
更不用提我們每天吃的擾攜麵粉,大米,它們可都是納李襲來自於雜交作物(分子定向改良)
基因治療(通過注入DNA替換有缺陷的DNA)來完成。
海面油污用定向改造過的「超級菌」(含有多種細菌的優點,定向突變或分子雜交完成的)進行處理
各種傳染病(如肺結核和腳氣都是由真菌導致的)
蘑菇等食用菌
㈢ 生物技術對生活的影響
現代生物科學技術對人類生活的影響
(1)在農業中的應用
我國是一個人口大國,近年來糧食的需求量逐年上升,而現代生物技術在農業中的應用提高了農產品的質量和產量,大大緩解了糧食的供給壓力。如雜交水稻、轉基因大豆、轉基因玉米的出現,提高了這些農作物的產量。基因重組技鎮早消術可以將具有抗病蟲害的基因如蛋白酶抑制劑基因、植物凝集素基因等導入水稻、玉米、馬鈴薯等農作物中,提高農作物的抗病、抗蟲性。細胞工程技術可以進行農作物的育種。另外利用現代生物技術生產的生物農葯如蘇雲金菌,可以減少化學農葯的使用,避免農葯的殘留和環境的污染。
(2)在食品領域的應用
現代生物技術在食品加工中的應用也極為普遍。如啤酒、酸奶、醬油等食品的生產中都應用了微生物發酵,且若利用基因工程對發酵菌種進行改造,可提升菌種的性能。蛋白質工程對凝乳酶性質的改良,更加便利了乾酪的生產。利用現代生物技術,還可以快速准確的進行食品檢測,如PCR技術可以用來檢測病原微生物和是否存在外源基因,免疫分析可以進行農作物的葯物殘留檢測。
(3)在環境保護中的應用
目前,環境治理的方法有物理法、化學法、生物法,其中生物法應用的較為普遍。如生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法可以進行污水處理。利用基因工程技術培育出的降解性能高的菌種,進行固定化提高菌體密度後,對於有毒或難降解廢水的處理有很好的效果。利用微生物進行堆肥處理則可以將固體廢棄物轉化為肥料。另外基因工程技術培育的指示生物針可以用來監測環境的污染情況,甚至吸收污染物。
(4)在醫學領御知域的應用
現代生物技術在醫學領域的應用,特別是分子生物醫學技術取得突破後,為醫學的發展打開了嶄新的局面。如利用微生物生產的抗生素、酶制劑、酶抑制劑等葯品。利用基因工程可以睜掘降低葯物的生產風險。而利用生物晶元則可以精確的發現致病基因,再通過修飾致病基因或開發相應基因葯物進行治療。
㈣ 轉基因生物對我們生活的影響
轉基因生物是利用分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到其它物種中去,改造生物的遺傳物質,使其在性狀、營養品質、消費品質方面向人類所需要的目標轉變.它的研究已有幾十年的歷史,但真正的商業化是近十年的事.90年代初,市場上第一個轉基因食品出現在美國,是一種保鮮番茄,這項研究成果本是在英國研究成功的,但英國人沒敢將其商業化,美國人便成了第一個吃螃蟹的人,讓保守的英國人後悔不迭.
此後,轉基因食品一發不可收.據統計,美國食品和葯物管理局確定的轉基因品種已有43種.美國是轉基因食品最多的國家,60%以上的加工食品含有轉基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麥是轉基因的.轉基因食品有轉基因植物,如:西紅柿、土豆、玉米等,還有轉基因動物,如:魚、牛、羊等.雖然轉基因食品與普通食品在口感上沒有多大差別,但轉基因的植物、動物有明顯的優勢:優質高產、抗蟲、抗病毒、抗除草劑、改良品質、抗逆境生存等.
1、轉基因食品的安全問題
面對越來越多的轉基因食品,人們的認識並非一致,以美國為首的主吃派和歐洲為首的反對派在全球范圍內形成了兩大陣營.不久前調查表明,美國、加拿大兩國的消費者大多已接受了轉基因食品,僅有27%的消費者認為食用轉基因食品可能會對健康造成危害.而在歐洲,大多數人是反對轉基因食品的,英國尤為明顯.緣由是1998年英國的一位教授的研究表明,幼鼠食用轉基因的土豆後,會使內臟和免疫系統受損,這是對轉基因食品提出的最早質疑,並在英國及全世界引發了關於轉基因食品安全性的大討論.雖然英國皇家學會於1999年5月發表聲明:此項研究「充滿漏洞」,得出轉基因土豆有害生物健康的結論完全不足為憑.但是,轉基因食品的安全性問題已引起了消費者的懷疑.79%的英國人反對試種基因改良作物,抵制轉基因食品進入市場.
那麼,轉基因食品的安全性到底怎麼樣?是否能吃?羅雲波教授認為,從本質上講,轉基因生物和常規育成的品種是一樣的,兩者都是在原有的基礎上對某些性狀進鎮祥行修飾,或增加新性狀,或消除原有不利性狀.常規育成的品種僅限於種內或近緣種間,而轉基因植物中的外源基因可來自植物、動物、微生物.雖然,目前的科學水平還不能完全精確地預測一個外源基因在新的遺傳背景中會產生什麼樣的相互作用,但從理論上講,轉基因食品是安全的.
羅雲波教授說,他自己就吃轉基因食品,他的同行包括做這方面研究和推廣的人員,也不拒絕轉基因食品.當問及長期食用轉基因食品是否會對人體產生慢性副作用時,羅教授認為不會產生副作用,一是因為轉基因食品上市之前是經過大量試驗和許多部門嚴格檢驗的;二是由於轉基因食品在體內不積累.至於人們懷疑轉基因食品可能對人體產生種種危害,主要是他們對基因工程不了解,而且這些「危害」是毫無科學根據的.
羅雲波教授認為,在轉基因食品大范圍地走進我們的生活之前,僅有《農褲旅腔業作物基因工程安全管理實施辦法》是遠遠不夠的.因為此辦法未涉及到進口的農產品,國外的轉基因食品進入我國未做嚴格的限制,因此應盡早立法,這樣才能對進口的轉基因食品進行嚴格的安全檢測,真正確保消費者的利益.基因工程如果能在相應的法律、法規嚴格控制下,有序健康地朝著有利於人類需要的方向進行發展,它將給人類帶來不可估量的貢獻.
2、轉基因食品前景樂觀
雖然對於轉基因食品還存在這樣那樣的爭論,但它的優勢還是表現得越來越顯著.在美國得到普遍種植的轉基因玉米中色氨酸含量提高了20%.色氨酸是人體必需的氨基酸,無法自己合成,只能從外界攝取,一般植物性食品中色氨酸含量很低甚至沒有,只有靠動物性食物中獲取,轉基因玉米的出現,對於素食主義者而言,無疑是個喜訊.轉基因油菜,不飽和脂肪酸的含量大增,對心血管有利.轉基因工程牛奶,增加了乳鐵蛋白、抗病因子的含量,降低了脂肪含量……
西方發達胡衫國家已充分認識到轉基因食品的發展前景,並注入大量資金.盡管大多數英國人反對轉基因食品,但該國超過7000種的嬰兒食品、巧克力、麵包、香腸等日用品,可能含有經過基因改造的大豆副產品,而且英國政府對轉基因食品的研究非常支持,布萊爾首相就是轉基因食品的推崇者.
在我國,人多地少狀況突出,基因工程是解決糧食產量、提高糧食質量的重要途徑.近年來,我國轉基因食品的研究有了長足的進步,目前的研究開發居世界中等水平,僅次於美國和加拿大.羅教授認為,隨著轉基因食品商業化的步伐不斷加快,轉基因食品必將成為人們餐桌上的美味佳餚.
3、轉基因作物的潛在生態風險
關於轉基因作物的潛在生態風險早在1992年公布的《生物多樣性公約》條款中就已明確提出來,要求制定或採取辦法酌情管制、管理或控制由生物技術改變的活生物(LMO或GMO)在使用和釋放時可能產生的危險,既可能對環境產生不利影響,從而影響到生物多樣性的保護和持續利用,也要考慮到對人類健康的危險.對環境產生不利的影響,包括了對農田生態系統的影響,以及自然生態系統的影響,影響是多方面的,我們已有文章報道(錢迎倩等,1998)
轉基因作物因為是人工製造的品種,我們可以把這些品種看作為自然界原來不存在的外來種.一般說來,外來種對環境或生物多樣性造成威脅或危險會有一段較長的時間.有時需10年的時間,或更長的時間.轉基因作物大規模商品化種植至今最長也就是5~6年的時間,一些潛在風險在這么短的時間內不一定能表現出來.可是有些風險在實驗室水平上已經證實.如Mikkelsen等證實抗除草劑轉基因油菜的抗除草劑基因可以通過基因流在一次雜交、一次回交的過程已轉到其野生近緣種中(Mikkelsen et al., 1996).這就是所指出的在農田生態系統中可能產生新的農田雜草.沒有預料到的是轉基因作物自身變為雜草成為現實的時間來得如此之快.根據2001年8月的報道,在加拿大主要的轉基因作物是耐除草劑的GM油菜,但它們正在變成雜草.農民們正在與他們農田裡的一種新的有害植物作斗爭.因為在他們農田裡已出現了未種植過的GM油菜,而這種植物能抗常規使用的除草劑,要殺死它們還較困難.曼尼托巴大學的植物科學家Martin Entz說,"GM油菜傳播的速度要比我們想到的要快很多,而要控制它是絕對不可能的".加拿大食品檢驗署已勸告農民們用另外的葯劑來殺死他們.可是其它的葯劑能把農民種的作物殺死,在某些情況下,GM油菜對這些葯劑卻具有抗性.這些GM油菜真正成為所謂的"超級雜草"
㈤ 分子生態學方法在解決生物的適應與進化等重大問題上有何優勢
分子生態學的兩個有力武器,一是分子生物學技術,用來解決生態學問題和現象;二是生態學思想,藉助於分子生物學技術,在核汪分子水平解決生命的基本現象。
例子之一,利用分子標記方法(其實分子標記最早起源像是遺傳學而不是分子生物學)去研究種群動態的機制。
例子之二,為什麼基因能夠在一定程度上對生命事件起內因的決定作用,但並不能說起到全部的決定作用呢?比如癌症,一部分病因與環境(放射,微生物)有關,也與有關基因的微環境有關,例如,2005年6月的《自然》雜志電子版上發表了一篇文章,提出microRNA對幹細胞的生長和癌細胞的快速增殖的重要作用。這是一個典型的分子生態整合的問題。
應該說,非常多的學者重視分子生態學的前一個應用,即應用分子生物學技術去解決生態學問題,對用生態學思想去推進分子生物學發展卻認識不深。生態學思想講究的是物質世界的聯系和問題的具體化,在很多方面重復性不是很高,分子生物學更重視一般性的、共同的學術思想,一般而言沒有重復性是不可以的,這是它們的差異。但是,這種差異的產生是因為研究的問題具體化程度帶來的。分子生物學被廣泛應用於人類生活,或者說具體到某一個人時,就不得不用生態學的思想、觀點和角度去重新認識一般性的理論了。
分子生態學是一門具有活力的新興學科,在解決野生動物的保護中潛力巨大。野生動物的保護目前仍然處於初級階段,僅僅使用一些宏觀保護策略和描述性嘩段的研究手段。而要理解野生動物進化滅絕的內在機亂氏譽理,掌握野生動物的遺傳結構、基因變異以及保護和繁育瀕危物種的分子與基因,分子生態學理論與技術將發揮不可估量的作用。利用分子標記研究野生動物的進化和繁衍、生物多樣性的遺傳機理以及瀕危物種遺傳物質與環境的關系,將對野生動物的保護產生深遠意義。
分子生態學現在是生態學向微觀方向發展的一個新領域,用現代分子技術研究生態適應與生物進化的學科。並非分子生物技術在生態學領域的簡單使用,而是多學科交叉的復合學科。
我簡單地探討一下分子生態學的原理:
(1)生物的生化一致性和多樣性原理:生化一致性表現在有相似的元素組成,相同的單體物件,相似的遺傳,食物利用和能量轉化功能等;生物多樣性表現在化合物種類繁多、化合物的分子組成和結構變化大。在不同環境下的生命現象可能不同。
(2)生物大分子進化速率恆定原理:「分子鍾」假說,以年計時的生物大分子序列的改變速率大致保持恆定,或大分子序列之間的差異程度與其分岐進化的時間成正比;「分子鍾」假說為追溯物種起源事件和類群分岐時間提供了理論基礎。
(3)表信息分子生態適應與生態進化原理:表信息分子是生化進化與適應的產物,是與代謝途徑進化與適應相關聯的;一處新的表信息分子的產生常伴隨著一種新的酶促反應或代謝途徑的出現。是基因型在分子水平上的表現型。是分子生態學研究的理論依據。
最近通過文獻檢索發現,分子生態學(molecular ecology)雜志的影響因子在2003年為3.874,可見是一門很熱門的交叉學科。主要研究手段是用分子標記、核酸指紋圖譜、基因表達譜等分子手段研究生物進化、遺傳和物種多樣性、生物對環境變化的相應、轉基因生物的環境釋放等問題。
㈥ 分子生物學對現代社會的發展有啥影響。。。要考試,15分一題。。。急急急。。。
定義::從分子水平上研究生命現象物質基礎的學科。研究細胞成分的物理、化學的性質和變化以及這些性質和變化與生命現象的關系,如遺傳信息的傳遞,基因的結構、復制、轉錄、翻譯、表達調控和表達產物的生理功能,以及細胞信號
應用:探索基因 生物膜能量轉換原理的闡明,將有助於解決全球性的能源問題。了解酶的催化原理就能更有針對性地進衡閉行酶的人工模擬,設計出化學工業上廣泛使用的新催化劑,從而給化學工業帶來一場革命。 基因工程分子生物學在生物工程技術中也起了巨大的作用,1973年重組DNA技術的成咐敗裂功,為基因工程的發展鋪平了道路。80年代以來,已經採用基因工程技術,把高等動物的一些基因引入單細胞生物,用發酵方法生產干擾素、多種多肽激素和疫苗等。基因工程的進一步發展將為定向培育動、植物和微生物良種以及有效地控制和治療一些人類遺傳性疾病提供根本性的解決途徑。 從基因調控的角度研究細胞癌變也已經取得不少進展。分子生物學將為人類最終征服癌症做出重要的貢獻.
1.親子鑒定
2.分子生物學與人類自身發展息息相關
分子生物學作為現代科學的一門綜合科學,其意義不止體現在純粹的科學價值上;更為重要的是它的發展關繫到人類自身的方方面面。分子生物學有可以細致的劃分為大分子生物與電子生物學兩種。上面提到的關於在刑偵方面的應用以及包括但不限於親自鑒定、及嬰兒男女鑒定方面的內容,大體為大分子分子內容的實際用途。而電子生物生物學則是從比大分子更細致的小分子及原子角度來解釋生命的基本要素和構成,有著更多未解的謎題和更為廣闊的科學前景。目前的克隆技術基本上只是此項課題的一個入門階段的應枯旅用。可以想像未來隨著研究的深入以及物理學的進一步發展。人類有可能成為創造另類生物的「上帝」。
㈦ 細胞分子生物學在生活中的現象
滲透現象,腌制食品時,滲透壓決定食品中水分益處,細胞組織部溢出,原理是分子膜選擇透過性
㈧ 對於分子生物學你了解多少
科技的發展當然離不開科學家們的努力,而對科學進步的發展的一個有利證據就是科學家們對於一些事物的觀察是從比較大的物體觀察進化到了分子水平的觀察,甚至發展原子,離子水平的研究,這足以說明了人類科技的發展給科學帶來的巨大好處。一些科學儀器器的發展讓科學家們更加便利的觀察到了一些比較小分子的事物,那麼分子生物學就是從小分子水平來對生物大分子進行結構和功能上的研究的一個學科,它的發展是比較態薯具有前沿意義的,而且是對人類的進步是非常具有一個推動作用的。
㈨ 分子生物學的應用
分子生物診斷學的臨床應用
1、病原微生物基因與人類感染性疾病
包括結核桿菌、肝炎病毒、人類免疫缺陷病毒、SARS相關冠狀病毒和人禽流感病毒等,對於這些病原生物基因和基因組的研究以及耐葯性機制的研究已成為分子診斷醫學領域卜如的主要內容。
2、單基因病
當致病基因核苷酸發生缺失、插入、倒位、易位、點突變等基因突變,並且這種突變改變了基因的編碼序列或影響了基因的調控序列時,基因的功能發生異常導致的疾病。
如:血紅蛋白病、血友病、強直性肌營養不良等。
3、多基因病
多基因病的發病機制十分復雜,遺傳因素和環境因素共同起作用,這些病的發病有一定遺傳基礎,常表現出家族傾向,但卻又不符合一般的遺傳方式。
4、腫瘤相關基因及惡性腫瘤
腫瘤的發生是由多種致癌因素綜合作用的結果,與腫瘤發生相關的基因稱為腫瘤相關基因,包括癌基因和抑癌基因。
5、線粒體變異與線粒體遺傳病
線粒體DNA突變使線粒體功能發生障礙,直接影枝弊團響人體組織和細胞的各種生物學功能,導致線粒體遺傳病,它具有母系遺傳、基因突猛橘變具閾值效應以及多系統受累等遺傳學特徵。