㈠ 生物技术对我们的生活有哪些改变
我们的生活中有许多触手可及的科技成果,都曾经是历史上被看做遥不可及的。举例而言,肥皂的配方早在公元前2200年的美索不达米亚的泥板上就出现了,但直到20世纪,人们依然受困于肥皂清洁力受温度影响的特性:当污垢过多时,必须加上热水才能彻底清洁干净,热水可能破坏某些高级纺织品,但这一点办法没有。生活在这4000年间的人们无法想象,基于生物科技,现代精细化工会生产出添加生物酶的生物型洗衣液,利用酶的催化分解作用实现低温清洁,并减少清洁剂污水对环境的污染。如果我们能穿越回去问问古人,他们一定会说:“生物酶?遥不可及!”科技带来的美好影响还不仅于此,我们现在轻易获取的许多护肤品,都通过一些非常前沿的生物科技,让我们能更轻松实现美好生活。我们再看一个例子吧:透明质酸,或者说玻尿酸,可能是如今很多人都熟知的一个护肤成分。它作为一种高分子黏多糖,具有优秀的持水力,且高度温和亲肤,因此广泛运用于面膜、精华与各种霜膏,乃至头发的护理中。那么透明质酸是怎么生产出来的呢?最早,透明质酸只能从鸡冠这样的动物组织中提取,2万只公鸡也只能提取1公斤透明质酸,可谓护肤品界的鱼翅。这样昂贵的材料,即便性能再优越,也显然不是普通老百姓能用得起的。上世纪90年代,我国科研人员突破桎梏,通过微生物发酵技术,利用小小的菌种,在发酵罐中就可以生产出透明质酸了。现在华熙生物通过微生物发酵法,每升发酵液可提取16-17g透明质酸,让效率大大提升。随后,华熙生物的科研人员又实现了新的技术突破,在合成生物技术赋能下,每升发酵液中可提兆拦改取的透明质酸产量为73 g,产量是第二代微生物发酵技术的4-5倍,且生产成本又降低了3/4。时至今日,我们普通消费者可以用合理的价格购买到含透明质酸的护肤品,这与微生物发酵技术的突族判破密不可分的。
随着透明质酸产业技术的不断发展升级,它还可以拓展出许多进阶技能,比如:将它作为其他护肤活性成分的载体。而其他活性成分,很可能也是通过生物科技获得的。透明质酸+麦角硫因麦角硫因最早在麦角菌中被提取发现,不仅自身可有效清除自由基,且协调促进SOD活性,添加在小分子透明质酸中,易于被皮肤吸收,是一个颇有潜力的护肤成分。但由于麦角硫因的手性碳原子的存在,它难以被化学合成。华熙生物通过多重发酵技术,用天然猴头菇和松蕈的菌丝体进行发酵,高效合成高浓度、高纯度的L-麦角硫因(EGT),产物天然带有β-葡聚糖、多肽、氨基酸、多糖等小分子活性物质,轻松组成对抗环境损伤的皮肤小卫队。合成生物技术的问世,将为微生物发酵技术插上翅膀,大大有助于这类生物活性物质的生产。 作为全球知名的生物科技和生物材料企业的华熙生物,很重视合成生物技术的发展机会,在2018年就开始提前布局合成生物赛道,凭借二十余年的研发和产业转化经验,积极与清华大学、江南大学、北京化工大学、中国海洋大学、中科院等多家高校和科研院所深入展开了合成生物相关领域的战略合作或共建联合研发中心。并在天津建成了全球最大的中试转化平台。利用合成生物技术,华熙生物对高纯度麦角硫因、5-ALA、维生素C葡萄糖苷、红景天苷等物质已完成发酵工艺验证;多聚寡核苷酸、NMN和人乳寡糖均已实现突破性进展,处于国际领先研发水平;依托寡糖体外酶催化合成技术,建成了全球分子量覆盖广的人体三大多糖——透明质酸、硫酸软骨素、肝素寡糖库。合成生物技术基于传统的生物科学、分子生物学,还整合了化学、物理、数学、信息学和工程学等多学科的知识和技术,以基因测序、基因合成与基因编辑为三大底层技术,对生命系统进行重新编程改造或从头设计合成,创建新的生命体系。合成生物技术不仅满足了人类不断增长的物质原料的获取需求,还对环境的保护具有重要意义。前文所提及的透明质酸、麦角硫因等等,依托合成生物技术合成,利用微生物发酵平台生产,不仅更加高效,也更环保——它意味着更低的能源消耗,和更低的碳排放,还意味着我们向大自然索取什么原料时,不一定要通过种植、养殖、开采、提取、化学合成,也可以通过合成生物技术获得。就像我们不需要再大批量屠杀公鸡获得透明质酸一样,我们也不需要猎杀鲨鱼来获得角鲨烷,不一定需要大面积种植作物来获得某种特定的植物提取物,这就为减少耕地、保留衡伍自然环境初始面貌、保护生物多样性等,提供了更多的可能性。如果我们延展出去,不局限于护肤品的生产,那么我们将看到的是,合成生物科技通过创建细胞工厂,合成万物,为绿色制造提供核心支撑。
当我们站在历史长河的角度去展望,我们还会想到,我们手边一支平平无奇的护肤品,小时候按部就班打的一针疫苗,生病时顺理成章吃的一剂抗生素……都曾经是人类文明史上了不起的进步,是古人以为的“遥不可及”。而科技的发展,从对自然资源的利用,到高效利用,再到保护和重新创造,我们现在以为遥不可及的东西,也许又在未来变得触手可及。这背后是一代代科研人员的心血,也是人类从征服环境,到尝试与环境友好相处的历程,是科技的进步,也是人类的成长。这,或许就是科学最美的地方。
㈡ 分子生物学与我们生活的关系
亲子鉴定,犯罪现场嫌疑人的血液和头发,牙齿和人体有关的组织都涉及到DNA的鉴定。
基因洞兄突变:如是否患有家族遗传病和基因控制的蛋白质变化有关
疯牛病:朊病毒突变(蛋白质结构变异引起的,对于蛋白质能否作为遗传物质有关提出了挑战)
各种豆腐乳,酱油以及醋等调味品:都是由微生物发酵生成的,涉及到定向的改造
还有各种抗虫作物:(抗虫棉,抗虫水稻)都是定向导入BT毒蛋白而做成的
更不用提我们每天吃的扰携面粉,大米,它们可都是纳李袭来自于杂交作物(分子定向改良)
基因治疗(通过注入DNA替换有缺陷的DNA)来完成。
海面油污用定向改造过的“超级菌”(含有多种细菌的优点,定向突变或分子杂交完成的)进行处理
各种传染病(如肺结核和脚气都是由真菌导致的)
蘑菇等食用菌
㈢ 生物技术对生活的影响
现代生物科学技术对人类生活的影响
(1)在农业中的应用
我国是一个人口大国,近年来粮食的需求量逐年上升,而现代生物技术在农业中的应用提高了农产品的质量和产量,大大缓解了粮食的供给压力。如杂交水稻、转基因大豆、转基因玉米的出现,提高了这些农作物的产量。基因重组技镇早消术可以将具有抗病虫害的基因如蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因等导入水稻、玉米、马铃薯等农作物中,提高农作物的抗病、抗虫性。细胞工程技术可以进行农作物的育种。另外利用现代生物技术生产的生物农药如苏云金菌,可以减少化学农药的使用,避免农药的残留和环境的污染。
(2)在食品领域的应用
现代生物技术在食品加工中的应用也极为普遍。如啤酒、酸奶、酱油等食品的生产中都应用了微生物发酵,且若利用基因工程对发酵菌种进行改造,可提升菌种的性能。蛋白质工程对凝乳酶性质的改良,更加便利了干酪的生产。利用现代生物技术,还可以快速准确的进行食品检测,如PCR技术可以用来检测病原微生物和是否存在外源基因,免疫分析可以进行农作物的药物残留检测。
(3)在环境保护中的应用
目前,环境治理的方法有物理法、化学法、生物法,其中生物法应用的较为普遍。如生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法可以进行污水处理。利用基因工程技术培育出的降解性能高的菌种,进行固定化提高菌体密度后,对于有毒或难降解废水的处理有很好的效果。利用微生物进行堆肥处理则可以将固体废弃物转化为肥料。另外基因工程技术培育的指示生物针可以用来监测环境的污染情况,甚至吸收污染物。
(4)在医学领御知域的应用
现代生物技术在医学领域的应用,特别是分子生物医学技术取得突破后,为医学的发展打开了崭新的局面。如利用微生物生产的抗生素、酶制剂、酶抑制剂等药品。利用基因工程可以睁掘降低药物的生产风险。而利用生物芯片则可以精确的发现致病基因,再通过修饰致病基因或开发相应基因药物进行治疗。
㈣ 转基因生物对我们生活的影响
转基因生物是利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其它物种中去,改造生物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要的目标转变.它的研究已有几十年的历史,但真正的商业化是近十年的事.90年代初,市场上第一个转基因食品出现在美国,是一种保鲜番茄,这项研究成果本是在英国研究成功的,但英国人没敢将其商业化,美国人便成了第一个吃螃蟹的人,让保守的英国人后悔不迭.
此后,转基因食品一发不可收.据统计,美国食品和药物管理局确定的转基因品种已有43种.美国是转基因食品最多的国家,60%以上的加工食品含有转基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麦是转基因的.转基因食品有转基因植物,如:西红柿、薯仔、玉米等,还有转基因动物,如:鱼、牛、羊等.虽然转基因食品与普通食品在口感上没有多大差别,但转基因的植物、动物有明显的优势:优质高产、抗虫、抗病毒、抗除草剂、改良品质、抗逆境生存等.
1、转基因食品的安全问题
面对越来越多的转基因食品,人们的认识并非一致,以美国为首的主吃派和欧洲为首的反对派在全球范围内形成了两大阵营.不久前调查表明,美国、加拿大两国的消费者大多已接受了转基因食品,仅有27%的消费者认为食用转基因食品可能会对健康造成危害.而在欧洲,大多数人是反对转基因食品的,英国尤为明显.缘由是1998年英国的一位教授的研究表明,幼鼠食用转基因的薯仔后,会使内脏和免疫系统受损,这是对转基因食品提出的最早质疑,并在英国及全世界引发了关于转基因食品安全性的大讨论.虽然英国皇家学会于1999年5月发表声明:此项研究“充满漏洞”,得出转基因薯仔有害生物健康的结论完全不足为凭.但是,转基因食品的安全性问题已引起了消费者的怀疑.79%的英国人反对试种基因改良作物,抵制转基因食品进入市场.
那么,转基因食品的安全性到底怎么样?是否能吃?罗云波教授认为,从本质上讲,转基因生物和常规育成的品种是一样的,两者都是在原有的基础上对某些性状进镇祥行修饰,或增加新性状,或消除原有不利性状.常规育成的品种仅限于种内或近缘种间,而转基因植物中的外源基因可来自植物、动物、微生物.虽然,目前的科学水平还不能完全精确地预测一个外源基因在新的遗传背景中会产生什么样的相互作用,但从理论上讲,转基因食品是安全的.
罗云波教授说,他自己就吃转基因食品,他的同行包括做这方面研究和推广的人员,也不拒绝转基因食品.当问及长期食用转基因食品是否会对人体产生慢性副作用时,罗教授认为不会产生副作用,一是因为转基因食品上市之前是经过大量试验和许多部门严格检验的;二是由于转基因食品在体内不积累.至于人们怀疑转基因食品可能对人体产生种种危害,主要是他们对基因工程不了解,而且这些“危害”是毫无科学根据的.
罗云波教授认为,在转基因食品大范围地走进我们的生活之前,仅有《农裤旅腔业作物基因工程安全管理实施办法》是远远不够的.因为此办法未涉及到进口的农产品,国外的转基因食品进入我国未做严格的限制,因此应尽早立法,这样才能对进口的转基因食品进行严格的安全检测,真正确保消费者的利益.基因工程如果能在相应的法律、法规严格控制下,有序健康地朝着有利于人类需要的方向进行发展,它将给人类带来不可估量的贡献.
2、转基因食品前景乐观
虽然对于转基因食品还存在这样那样的争论,但它的优势还是表现得越来越显着.在美国得到普遍种植的转基因玉米中色氨酸含量提高了20%.色氨酸是人体必需的氨基酸,无法自己合成,只能从外界摄取,一般植物性食品中色氨酸含量很低甚至没有,只有靠动物性食物中获取,转基因玉米的出现,对于素食主义者而言,无疑是个喜讯.转基因油菜,不饱和脂肪酸的含量大增,对心血管有利.转基因工程牛奶,增加了乳铁蛋白、抗病因子的含量,降低了脂肪含量……
西方发达胡衫国家已充分认识到转基因食品的发展前景,并注入大量资金.尽管大多数英国人反对转基因食品,但该国超过7000种的婴儿食品、巧克力、面包、香肠等日用品,可能含有经过基因改造的大豆副产品,而且英国政府对转基因食品的研究非常支持,布莱尔首相就是转基因食品的推崇者.
在我国,人多地少状况突出,基因工程是解决粮食产量、提高粮食质量的重要途径.近年来,我国转基因食品的研究有了长足的进步,目前的研究开发居世界中等水平,仅次于美国和加拿大.罗教授认为,随着转基因食品商业化的步伐不断加快,转基因食品必将成为人们餐桌上的美味佳肴.
3、转基因作物的潜在生态风险
关于转基因作物的潜在生态风险早在1992年公布的《生物多样性公约》条款中就已明确提出来,要求制定或采取办法酌情管制、管理或控制由生物技术改变的活生物(LMO或GMO)在使用和释放时可能产生的危险,既可能对环境产生不利影响,从而影响到生物多样性的保护和持续利用,也要考虑到对人类健康的危险.对环境产生不利的影响,包括了对农田生态系统的影响,以及自然生态系统的影响,影响是多方面的,我们已有文章报道(钱迎倩等,1998)
转基因作物因为是人工制造的品种,我们可以把这些品种看作为自然界原来不存在的外来种.一般说来,外来种对环境或生物多样性造成威胁或危险会有一段较长的时间.有时需10年的时间,或更长的时间.转基因作物大规模商品化种植至今最长也就是5~6年的时间,一些潜在风险在这么短的时间内不一定能表现出来.可是有些风险在实验室水平上已经证实.如Mikkelsen等证实抗除草剂转基因油菜的抗除草剂基因可以通过基因流在一次杂交、一次回交的过程已转到其野生近缘种中(Mikkelsen et al., 1996).这就是所指出的在农田生态系统中可能产生新的农田杂草.没有预料到的是转基因作物自身变为杂草成为现实的时间来得如此之快.根据2001年8月的报道,在加拿大主要的转基因作物是耐除草剂的GM油菜,但它们正在变成杂草.农民们正在与他们农田里的一种新的有害植物作斗争.因为在他们农田里已出现了未种植过的GM油菜,而这种植物能抗常规使用的除草剂,要杀死它们还较困难.曼尼托巴大学的植物科学家Martin Entz说,"GM油菜传播的速度要比我们想到的要快很多,而要控制它是绝对不可能的".加拿大食品检验署已劝告农民们用另外的药剂来杀死他们.可是其它的药剂能把农民种的作物杀死,在某些情况下,GM油菜对这些药剂却具有抗性.这些GM油菜真正成为所谓的"超级杂草"
㈤ 分子生态学方法在解决生物的适应与进化等重大问题上有何优势
分子生态学的两个有力武器,一是分子生物学技术,用来解决生态学问题和现象;二是生态学思想,借助于分子生物学技术,在核汪分子水平解决生命的基本现象。
例子之一,利用分子标记方法(其实分子标记最早起源像是遗传学而不是分子生物学)去研究种群动态的机制。
例子之二,为什么基因能够在一定程度上对生命事件起内因的决定作用,但并不能说起到全部的决定作用呢?比如癌症,一部分病因与环境(放射,微生物)有关,也与有关基因的微环境有关,例如,2005年6月的《自然》杂志电子版上发表了一篇文章,提出microRNA对干细胞的生长和癌细胞的快速增殖的重要作用。这是一个典型的分子生态整合的问题。
应该说,非常多的学者重视分子生态学的前一个应用,即应用分子生物学技术去解决生态学问题,对用生态学思想去推进分子生物学发展却认识不深。生态学思想讲究的是物质世界的联系和问题的具体化,在很多方面重复性不是很高,分子生物学更重视一般性的、共同的学术思想,一般而言没有重复性是不可以的,这是它们的差异。但是,这种差异的产生是因为研究的问题具体化程度带来的。分子生物学被广泛应用于人类生活,或者说具体到某一个人时,就不得不用生态学的思想、观点和角度去重新认识一般性的理论了。
分子生态学是一门具有活力的新兴学科,在解决野生动物的保护中潜力巨大。野生动物的保护目前仍然处于初级阶段,仅仅使用一些宏观保护策略和描述性哗段的研究手段。而要理解野生动物进化灭绝的内在机乱氏誉理,掌握野生动物的遗传结构、基因变异以及保护和繁育濒危物种的分子与基因,分子生态学理论与技术将发挥不可估量的作用。利用分子标记研究野生动物的进化和繁衍、生物多样性的遗传机理以及濒危物种遗传物质与环境的关系,将对野生动物的保护产生深远意义。
分子生态学现在是生态学向微观方向发展的一个新领域,用现代分子技术研究生态适应与生物进化的学科。并非分子生物技术在生态学领域的简单使用,而是多学科交叉的复合学科。
我简单地探讨一下分子生态学的原理:
(1)生物的生化一致性和多样性原理:生化一致性表现在有相似的元素组成,相同的单体物件,相似的遗传,食物利用和能量转化功能等;生物多样性表现在化合物种类繁多、化合物的分子组成和结构变化大。在不同环境下的生命现象可能不同。
(2)生物大分子进化速率恒定原理:“分子钟”假说,以年计时的生物大分子序列的改变速率大致保持恒定,或大分子序列之间的差异程度与其分岐进化的时间成正比;“分子钟”假说为追溯物种起源事件和类群分岐时间提供了理论基础。
(3)表信息分子生态适应与生态进化原理:表信息分子是生化进化与适应的产物,是与代谢途径进化与适应相关联的;一处新的表信息分子的产生常伴随着一种新的酶促反应或代谢途径的出现。是基因型在分子水平上的表现型。是分子生态学研究的理论依据。
最近通过文献检索发现,分子生态学(molecular ecology)杂志的影响因子在2003年为3.874,可见是一门很热门的交叉学科。主要研究手段是用分子标记、核酸指纹图谱、基因表达谱等分子手段研究生物进化、遗传和物种多样性、生物对环境变化的相应、转基因生物的环境释放等问题。
㈥ 分子生物学对现代社会的发展有啥影响。。。要考试,15分一题。。。急急急。。。
定义::从分子水平上研究生命现象物质基础的学科。研究细胞成分的物理、化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系,如遗传信息的传递,基因的结构、复制、转录、翻译、表达调控和表达产物的生理功能,以及细胞信号
应用:探索基因 生物膜能量转换原理的阐明,将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进衡闭行酶的人工模拟,设计出化学工业上广泛使用的新催化剂,从而给化学工业带来一场革命。 基因工程分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用,1973年重组DNA技术的成咐败裂功,为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来,已经采用基因工程技术,把高等动物的一些基因引入单细胞生物,用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献.
1.亲子鉴定
2.分子生物学与人类自身发展息息相关
分子生物学作为现代科学的一门综合科学,其意义不止体现在纯粹的科学价值上;更为重要的是它的发展关系到人类自身的方方面面。分子生物学有可以细致的划分为大分子生物与电子生物学两种。上面提到的关于在刑侦方面的应用以及包括但不限于亲自鉴定、及婴儿男女鉴定方面的内容,大体为大分子分子内容的实际用途。而电子生物生物学则是从比大分子更细致的小分子及原子角度来解释生命的基本要素和构成,有着更多未解的谜题和更为广阔的科学前景。目前的克隆技术基本上只是此项课题的一个入门阶段的应枯旅用。可以想象未来随着研究的深入以及物理学的进一步发展。人类有可能成为创造另类生物的“上帝”。
㈦ 细胞分子生物学在生活中的现象
渗透现象,腌制食品时,渗透压决定食品中水分益处,细胞组织部溢出,原理是分子膜选择透过性
㈧ 对于分子生物学你了解多少
科技的发展当然离不开科学家们的努力,而对科学进步的发展的一个有利证据就是科学家们对于一些事物的观察是从比较大的物体观察进化到了分子水平的观察,甚至发展原子,离子水平的研究,这足以说明了人类科技的发展给科学带来的巨大好处。一些科学仪器器的发展让科学家们更加便利的观察到了一些比较小分子的事物,那么分子生物学就是从小分子水平来对生物大分子进行结构和功能上的研究的一个学科,它的发展是比较态薯具有前沿意义的,而且是对人类的进步是非常具有一个推动作用的。
㈨ 分子生物学的应用
分子生物诊断学的临床应用
1、病原微生物基因与人类感染性疾病
包括结核杆菌、肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、SARS相关冠状病毒和人禽流感病毒等,对于这些病原生物基因和基因组的研究以及耐药性机制的研究已成为分子诊断医学领域卜如的主要内容。
2、单基因病
当致病基因核苷酸发生缺失、插入、倒位、易位、点突变等基因突变,并且这种突变改变了基因的编码序列或影响了基因的调控序列时,基因的功能发生异常导致的疾病。
如:血红蛋白病、血友病、强直性肌营养不良等。
3、多基因病
多基因病的发病机制十分复杂,遗传因素和环境因素共同起作用,这些病的发病有一定遗传基础,常表现出家族倾向,但却又不符合一般的遗传方式。
4、肿瘤相关基因及恶性肿瘤
肿瘤的发生是由多种致癌因素综合作用的结果,与肿瘤发生相关的基因称为肿瘤相关基因,包括癌基因和抑癌基因。
5、线粒体变异与线粒体遗传病
线粒体DNA突变使线粒体功能发生障碍,直接影枝弊团响人体组织和细胞的各种生物学功能,导致线粒体遗传病,它具有母系遗传、基因突猛橘变具阈值效应以及多系统受累等遗传学特征。