生物技术

生物技术(biotechnology)也译成生物工程,生物学研究与应用的技术方面,包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程,现代生物技术发展到高通量组学(omics)芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。

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基本资料

生物技术(biotechnology)也译成生物工程,生物学研究与应用的技术方面,包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程,现代生物技术发展到高通量组学(omics)芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。 中文名称生物技术 外文名称biotechnology 应用领域:生物学 开设院校:北京大学、清华大学

基本定义

  生物技术(biotechnology),是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,可以为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体等对物质原料进行加工,是以提供产品来为社会服务的技术。生物技术主要包括发酵技术和现代生物技术。因此,生物技术是一门新兴的、综合性的学科。  现代生物技术综合有基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术,它可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。  近些年来,以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术(Biotechnology)是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合,来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等,其中,基因工程是现代生物工程的核心。基因工程(或称遗传工程、基因重组技术)就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、噬菌体、病毒)的DNA连接,然后转入微生物或细胞内,进行克隆,并使转入的基因在细胞或微生物内表达,产生所需要的蛋白质。有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业,用以开发特色新药或对传统医药进行改良,由此引起了医药产业的重大变革,生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程,其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术,对DNA进行切割、插入、连接和重组,从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂,包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品(DNA重组产品、体外诊断试剂)等。人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品,根据其用途不同可分为三大类:基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病,保护人类健康中,发挥着越来越重要的作用。  一般新的生物产品的开发必须经过(1)实验室研究(生产工艺路线探索和质量控制标准的建立);(2)临床前研究(药理、毒理、药效等动物实验);(3)保健食品需经过试验产品的安全性试验;(4)而药品则需经过一期临床试验(用健康志愿者试验药品的安全性)、二期临床试验(小规模临床药效学研究)、三期临床试验(大规模临床药效学研究)等五个阶段的研究工作,才有可能被批准进行试生产。药品还必须在试生产一年后,再上报质量稳定性和进一步扩大规模的临床试验结果,才能申报正式的生产批文。

开设院校

  北京大学、清华大学、浙江大学、南开大学、武汉大学、中山大学、上海交通大学、北京理工大学、北京工业大学、华中农业大学、华中科技大学、西南大学、江苏科技大学、暨南大学、电子科技大学、北京科技大学、北京林业大学、北京农学院、北京城市学院哈尔滨师范大学、黑龙江大学、苏州科技学院、合肥工业大学、安徽农业大学、安徽医科大学、安徽师范大学、西北农林科技大学、四川农业大学、商洛学院、宁波大学科学技术学院、浙江万里学院、浙江中医药大学、北京师范大学、中国农业大学、河南大学、河南农业大学、河南理工大学,河南工业大学、福建农林大学、河南师范大学、河南城建学院、北京联合大学、南昌大学、海南大学、河北大学、河北农业大学、河北联合大学、内蒙古师范大学﹑北职业技术师范学院、山东大学、中国海洋大学、山东农业大学、山东轻工业学院、潍坊学院、滨州学院、通化师范学院、长治学院、山西农大、晋中学院、湖南大学、湖南科技大学、南华大学、吕梁学院、贵州大学、湖南农业大学 、武汉生物工程学院、大连工业大学、牡丹江师范学院、长沙医学院、北京电子科技职业学院、临沂大学、广西师范大学、玉林师范学院、河南师范大学等(共336所本科院校)。

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。  生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。培养掌握现代生物学和生物技术的基本理论、基本知识和基本技能,获得应用基础研究和科技开发研究的初步训练,具有良好的科学素质、较强的创新意识和实践能力的生物技术高级专门人才。  生物技术专业培养具有生态学知识,能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政管理部门从事生态环境保护与管理等工作的高级专门人才。

应用范畴

医疗领域

  在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用生物技术于再生医学领域,如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据,对于功能性区域(domain)来开发相对应的抑制剂(如:酵素抑制剂)。利用微阵列核酸芯片,或是蛋白质芯片,寻找致病基因。或是利用抗体技术,将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因克隆技术,进行基因治疗等。基因治疗(gene therapy)利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内,使之表达目的基因产物,从而使疾病得到治疗,为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段,给一些难治疾病的根治带来了光明。

农学食粮

  人口快速膨胀,食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因克隆农作物的开发下,除了克隆进入抗虫害基因、抗冻基因外,例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下,克隆农作物解决了品质上的问题。除此之外,观赏用的花卉等,也靠着组织培养的技术,将高品质的花卉复制生产,提高花卉价值。著名的像是台湾的蝴蝶兰。另外,经过遗传工程技术,能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性,可为作物根系创造良好生长环境,从而保证作物的增产。生物农药利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质,生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点不像化学农药般见效快,但效果持久。与化学农药比,害虫难以产生抗药性。对环境影响小。对人体和作物的危害性小。但是使用范围和方法有限制等等。

军事科技

  基因武器,例子包括插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是生产成本低、杀伤力大、作用时间长。对方使用难发现、难预防、难治疗。使用方法简单,施放手段多。只伤害人,不破坏武器装备、设施。而且一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。

工业应用

  在工业上,利用工业菌种的特殊代谢路径,来替代一些化学反应。除了专一性提高,也在常温常压下,节约能源。也由于专一性高,产生的废弃物量低,也因此被称为绿色工业。

环境保护

  当环境受到破坏,可以利用生物技术的处理方式,让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性,能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮,因事故,将重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,对于重油进行分解,代谢成环境可以接受的短链脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金属污染,亦可利用特定植物吸收污染源。

影响因素

推动社会物质文明发展

  社会生产的物质财富是社会赖以生存和发展的物质基础,也是精神文明能够存在的物质基础。第二次世界大战结束后,生物技术人类社会经历了广泛范围的技术革命和产业革命,生产力以前所未有的速度提高,人们的物质生活也变得极大丰富,所有这一切都是与科学技术的飞速发展分不开的。其中尤以信息技术、生物技术和新材料技术及其产业,在推动社会经济发展中起着关键的作用。科学技术超前于生产,并对生产起着巨大的促进作用,这是科技社会生产的普遍现象。生物科学技术还可使人们物质生活和精神生活更丰富,生活质量有更大提高。

推动社会精神文明发展

  精神世界只存在于人类社会。动物有无精神世界?实验表明,高等动物如灵长类、鲸豚类动物,具有高级神经活动,能够进行学习和记忆,甚至有爱憎的感情,但毕竟比人类低级得多,还不足形成完整的精神世界。精神世界只是物质世界的一种表现形式,是生命运动的一种高级形式。生物科学技术是研究生命世界的理论体系和方法技术,它是人类对生命世界系统化的认识。既然精神世界是生命运动的高级形式,一切精神文明成果也必然会涉及生命观,受到生物科学的评价。因此生命科学是科学价值观形成的重要基础。

就业前景

  随着社会对生物科学行业需求的增加,国家对本专业的重视程度也在不断提高,对这个专业的教学自然要有更高要求,会有越来越多的高校增设这个专业,对专业教育工作者的需求自然会增加。而且,科技的进步更新是很快的,教育工作者也存在更新的趋势,这对毕业求职者来说也是很好的机会。  生物技术专业由于连续数年失业量较大,就业率持续走低,在2010年已被教育部列为10大“红牌”的本科专业。希望广大考生在填报志愿的时候,根据自身的经济条件和兴趣爱好理智填报。

分析

  现在看来,生物科学专业的本科生,毕业后从事教学工作的人还很少,几乎没有。原因是,本科毕业留校任教本身就有难度,特别是像这种科技含量较高、专业要求较高的。  从事这个专业的教学工作,不仅是要求有扎实的专业知识、技能,还应该有较强的战略眼光,要长远还要有把握事物进展动态的能力。这样才能有专业的指导性,这在教学工作中是很重要的。

时代要求

  学生在学习的过程中,不能只停留在学一会一的层次上,还应该懂得举一反三,深刻的思考问题形成的原因,不仅要知“其然”,还要知其“所以然”。还应该在学习的过程中学会思考导师的教学思路,为以后从事的工作打好基础。

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