生物工程学的研究还包括利用人造物模仿和实现生物所具有的各种杰出机能,从而使生物工程学渗入仿生学的领域。
再现并提高生物机能的研究进展很快,从分子水平看,正在研究模仿酶的催化机能和血红蛋白的输氧机能;从组织脏器水平看,具备排废机能的人工肾脏及具备泵机能的人工心脏等的研究十分活跃。
目前,为抢救患者而使用的人工脏器还只能在低水平上进行模仿,由于模仿复杂的生化反应是极其困难的,因此,人工脏器只能代替一部分自然脏器的功能。后来,科学家们设想把脏器细胞直接应用于人工脏器,从而开始了混合型人工脏器的研究。为此,首先要开发能够适应肝脏实质细胞,以及胰脏活胰岛素的适用材料。以前这类材料只有天然的胶原,但是最近在培养适合肝细胞的材料时,发现乳糖可以有效地控制到链状聚苯乙烯上,现正在进一步研究能使肝细胞在一定数量内增殖的材料。
生命的基本现象体现于分子水平的反应之中,为了更好地认识和模仿生命现象,科学家们制造了许多模型。例如,用环糊精、环状缩氨酸、皇冠乙醚等环状化合物制出的生物酶模型,就是有很高的催化机能和基质特异性。仿生学期望利用酶模型把蛋白质模型系统化。但是,现在还不能把生命现象模仿到细胞水平。
生物组织非常精巧,却很脆弱;人造物结实且稳定性好,但机能较差。仿生学力求兼备二者的优势。现在,已研制出能与患者身体组织融合,逐渐成为患者自身皮肤的人造皮肤。今后的人造皮肤还将具有汗腺和汗毛,在功能和外观上都与原生的皮肤没有区别。现在的人造肝脏只能在有疾患的肝脏恢复健全期间,部分地代替其原机能,预计不久将研制出能完全模仿肝脏机能的体外肝脏。制造在器官和组织功能方面均与真正肝脏完全相同的人工肝脏,将是21世纪的研究课题。
探索蛋白质结构生物的遗传形态决定于遗传基因密码的排列,而这种排列又决定了氨基酸的配制,从而产生各种各样的蛋白质。蛋白质构成了生物细胞的一半以上,起着维持生命的重要作用。如果能够人为地改变蛋白质的构成和配列,将会对生物的改良产生重大的影响。然而,蛋白质是氨基酸呈链状连接的巨大分子,虽然只有大约20种氨基酸,但各种可能的排列组合方式却达到了天文数字。况且,蛋白质的机能并非只取决于氨基酸的简单排列,它还与折叠形式等密切相关。可见把握蛋白质的立体结构不但非常重要,而且难度极大。
分子生物学的进展,已通过将DNA导入其他细胞而实现了无性生殖,向着操作蛋白质的方向迈出了重要的一步。
科学家们根据蛋白质和核酸的立体结构可以决定生物的机能这一条重要突破去研究蛋白质,相继探明了肌红蛋白和血红蛋白的结构与机能,并对其进化和病理等从组织上得到了解释。对其他的各种酶,免疫球蛋白,染色体的染色核等许多蛋白质的立体结构也已能够解释。目前,对它们的形式过程正在进行研究,这些研究的进展,日益充实着人类在蛋白质、核酸、多糖等立结构方面资料的数据库。
改良微生物机能人类早就将微生物用于食品制造业,而以青霉素的发现为契机,发酵工业已成为近代产业。随着生物工程学的发展,利用遗传基因修补术和细胞融合技术改良微生物机能成为可能,为微生物的利用提供了更广泛的领域。
微生物分为真菌、酵母和细菌三类。真菌可用于柠檬酸等有机酸以及青霉素等抗生物质的生产。酵母可用于酒精饮料的制造。
最近,利用基因修补术将大肠杆菌和枯草菌等微生物导入遗传基因,从而制造出了抑制癌的物质和生理活性物质。利用细胞融合技术把两种微生物融合而产生新的抗生物质的可能性越来越大了。
在能源方面,利用微生物将甘蔗渣及木屑等制造成工业和汽车使用的甲醇,利用甲烷菌和制氧菌从工业废液和污泥中提取甲烷和氢等气体燃料的研究也已取得进展。在资源方面,利用一种叫作“铁细菌”的微生物,可以使金属从品位低的矿石中有效地溶出,把具有提取油质功能的微生物注入油井以提高石油回收率的研究也正在进行。在环境保护方面,也可以利用微生物能分解有机物以及金属和有毒物质的特性进行污水处理。
在尚未利用的微生物中,科学家们已开始注目于好碱性微生物和共生微生物。好碱性微生物只有在碱性环境,甚至在碱性洗涤液中才能很好分解淀粉的酶。因此,有可能开发出新的工业生产方法。共生微生物,如与豆科植物共生的根瘤菌,能将氮化物合成为肥料给予植物。现在开始考虑利用可以和各种昆虫共生,给予昆虫所需的抗菌物质和荷尔蒙的微生物,目的是得到防止病虫害的新杀虫法和利用其分泌物质开发新的药品。
微生物的开发和利用已经在广阔范围内成为生物工程学的主要角色之一了。
药学:业务培养目标:本专业培养具备药学学科基本理论、基本知识和实验技能,能在药品生产、检验、流通、使用和研究与开发领域从事鉴定、药物设计、一般药物制剂及临床合理用药等方面工作的高级科学技术人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习药学各主要分支学科的基本理论和基本知识,受到药学实验方法和技能的基本训练,具有药物制备、质量控制评价及指导合理用药的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握药剂学、药理学、药物化学和药物分析等学科的基本理论、基本知识; 2.掌握主要药物制备、质量控制、药物与生物体相互作用、药效学和药物安全性评价等基本方法和技术; 3.具有药物制剂的初步设计能力、选择药物分析方法的能力、新药药理实验与评价的能力、参与临床合理用药的能力; 4.熟悉药事管理的法规、政策与营销的基本知识; 5.了解现代药学的发展动态; 6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
主干课程: 主干学科:药学、化学、生物学。 主要课程:有机化学、物理化学、生物化学、微生物学、药物化学、药剂学、药理学、药物分析学、药事管理学、临床医学概论。
主要实践性教学环节:包括生产实习、毕业论文设计等,一般安排22周左右。修业年限:四年 授予学位:医学或理学学士 相近专业:药学 中草药栽培与鉴定 藏药学 中药资源与开发 应用药学 蒙药学 药事管理 药学 制药工程: 业务培养目标:本专业培养具备制药工程方面的知识,能在医药、农药、精细化工:和生物化工等部门从事医药产品的生产、科技开发、应用研究和经营管理等方面的高级工程技术人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习有机化学、物理化学、化工原理、药物化学、生物化学、毒理学、药理学、制药工艺学和制药专业设备等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,具有对医药产品的生产、工程设计、新药的研制与开发的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握化学制药、生物制药、中药制药、药物制剂技术与工程的基本理论、基本知识; 2.掌握药物生产装置工艺与设备设计方法; 3.具有对药品新资源、新产品、新丁Z进行研究、开发和设计的初步能力; 4.熟悉国家关于化工与制药生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规; 5.了解制药工程与制剂方面的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态; 6.具有创新意识和独立获取新知识的能力。
主干课程: 主干学科:化学、化学工程与技术、生物工程。 主要课程:有机化学、生物化学、物理化学、化工原理、制药工程、药物合成反应、药物化学、药理学、药剂学、天然药物化学、应用光谱解析、制药工艺学、药用高分子材料等。
主要实践性教学环节:制药工程基础实验、认识实习、生产实习、课程设计、毕业论文或设计、计算机应用及上机。修业年限:四年 授予学位:工学学士 相近专业:化学工程与工艺 制药工程 化工与制药生物技术”业务培养目标:本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法; 3.了解相近专业的一般原理和知识; 4.熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规; 5.了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及生物技术产业发展状况; 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。
主干课程: 主干学科:生物学 主要课程:微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。 主要实践性教学环节:包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计等,一般安排10-20周。
修业年限:四年 授予学位:理学学士 相近专业:生物科学 生物技术 生物信息学 生物信息技术 生物科学与生物技术 动植物检疫 生物化学与分子生物学 医学信息学 植物生物技术 动物生物技术 生物工程 生物安全 生物工程” 掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本。
生物工程专业本科授予工学学士学位,生物技术专业本科授予理学学士学位。
生物工程专业旨在培养具有扎实的现代生命科学理论基础和熟练的操作技能与工程基础知识、掌握计算机以及外语的高级专业人才。研究方向为生物大分子的结构与功能、基因分子生物学、人类与动物分子遗传学、微生物代谢与调控以及植物基因工程等。
该专业主要学习与基因工程、蛋白质工程等相关的基础理论和操作技能。主要课程有:普通生物学、生物化学、神经生物学、微生物学、微生物原理、基因工程原理与方法、细胞工程、生化工程、酶与酶工程、发酵工程、计算机在生命科学中的应用、生命科学信息与情报、生命科学基础讲座等。
生物技术是培养在生物科技领域从事科学研究、教学和应用开发工作的高水平人才的专门系科。生物技术专业主要包括生物芯片技术、微生物发酵工程、藻类技术、细胞工程及酶工程和生态环境工程。
为使学生适应未来生物科技发展的需要,培养学生不仅注重生物学知识的学习和实验技术的训练,而且重视学生在数、理、化、计算机等方面的培养和训练,还需学习无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学、动物生理学、生物物理学及电工与电子技术、计算机软硬件技术基础课程。另有神经生物学、发育生物学、免疫学和生物工程学等一系列课程可选修。
可以从事的也较多,如开发新产品,进行生产管理,检测。.
还有生物制剂的厂家都需要,,所有利用生物做工具生产产品的地方!可以搞白酒、啤酒,发酵调味料、氨基酸…………
理论,实验,总结,创新 ,研究方法
生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
观察描述的方法 在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
比较的方法 18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的著名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
酶分析法在生物药物分析中的应用主要有两个方面:第一,以酶为分析对象,根据需要对生物药物生产过程中所使用的酶和生物药物样品所含的酶进行酶的含量或酶活力的测定,称为酶分析法;第二,利用酶的特点,以酶作为分析工具或分析试剂,用于测定生物药物样品中用一般化学方法难于俭测的物质,如底物、辅酶、抑制剂和激动剂(活化剂)或辅助因子含量的方法称为酶法分析。
目录 摘要 基本信息 主要内容 特定及优势 微信文章 新闻动态 特定及优势 而如果有仅作用于被测物质的酶,利用酶的特异性,不需要分离就能辨别试样中的被测组分,从而对被测物质进行定性和定量分析。所以,酶法分析常用于复杂组分中结构和物理化学性质比较相近的同类物质的分离旦攻测纪爻慌诧苇超俩签定和分析,而且样品一般不需要进行很复杂的预处理。
酶法分析具有特异性强,干扰少,操作简便,样品和试剂用量少,测定快速精确,灵敏度高等特点。通过了解酶对底物的特异性。
可以预料可能发生的干扰反应并设法纠正。在以酶作分析试剂测定非酶物质时,也可用偶联反应;而且偶联反应的特异性,可以增加反应全过程的持异性。
此外,由于酶反应一般在温和的条件下进行,不需使用强酸强碱,它还是一种无污染或污染很少的分析方法。很多需红使用气相色谱仪、高压液相色谱仪等贵重的大型精密分析仪器才能完成的分析检验工作,应用酶法分析方法即可简便快速地进行。
酶法分析目前主要广泛应用于医药、临床、食品和生化分析检测中,如尿素、各种糖类、氨基酸类、有机酸类、维生素类、毒素等物质的定性和定量分析。
1.基因工程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(DNA分子),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。
2.细胞工程(Cell engineering):(高中概念)是指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过某种工程学手段,在细胞水平或细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质,从而获得新型生物或特种细胞产品、或产物的一门
生物工程技术包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白质工程。
1、细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
2、酶工程又称蛋白质工程学,是指在工业上建立一定的反应器和反应条件,利用酶的催化作用在一定条件下催化化学反应的应用技术。UCE人类所需的产品或服务于其他目的。
3、蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得蛋白质的物理化学和分子特性的信息。在此基础上,有目的地设计和修饰编码蛋白质的基因,并利用基因工程技术获得表达蛋白质的基因。
因为生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至是细胞系统。
4、发酵工程,是指采用现代工程技术手段,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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选择、培养基的制备、灭菌、扩大培养和接种、发酵工艺和产品的分离纯化等。
5、基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学和现代分子生物学、微生物学方法为基础的。它根据预先设计好的体外蓝图,从不同基因构建杂交dna分子,然后将其导入活细胞进行修饰。获得了原始遗传特性、新品种和新产品。
扩展资料:
生物工程技术的应用领域非常广泛,包括农业、工业、医药、药理学、能源、环保、冶金、化工原料等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生重大影响,为解决世界面临的资源、环境和人类健康问题提供良好前景。
生物工程技术的主要课程:有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。
参考资料来源:百度百科-细胞工程
参考资料来源:百度百科-酶工程
参考资料来源:百度百科-蛋白质工程
参考资料来源:百度百科-发酵工程
参考资料来源:百度百科-生物工程技术
参考资料来源:百度百科-基因工程
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