Ⅰ 关于生物技术的应用和原理
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生物技术及应用
一、生物技术的产生与发展
生物技术作为一种高新技术,是70年代初伴随着DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用而诞生的。三十多年来,生物技术的飞速发展为医疗业、制药业、农业、畜牧业、环保业的发展开辟了广阔的前景,极大地改善了人们的生活。因此,世界各国都把生物技术确定为21世纪科技发展的关键技术和新兴产业。
我国生物技术产业自20世纪80年代初起步以来,广泛应用于医药、农业、食品、环保、轻化工、能源等领域。从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋不断涌现。从1985年到2000年,产品销售额增加了75.99倍,平均每年增长3358%。2000年我国生物技术产业产值已达200亿元。尤其是基因工程制药产业发展迅猛,1996年基因工程药物和疫苗销售额为2.2亿元,2000年达到22.8亿元,平均每年增长79.42%。近年来生物技术产业的年均增长率一直保持在20%以上。
全国涉及现代生物技术的企业约500家,从业人员超过5万人,其中涉及医药生物技术的企业300多家,涉及农业生物技术的200多家,一些生物技术的新建公司正在崛起,每年增加近100家新公司。北京、上海、福州、广州、深圳等地已建立了20多个生物技术园区,出台了一些优惠政策,在税收、金融、人才引进、进出口等方面对生物技术企业给予全面支持,目前已经培育了一大批新企业,在中国生物技术发展中起着龙头带动作用。
随着中国乃至全世界范围内生物技术产业的迅猛发展,对生物技术人才的需求也将日益增多。
二、培养目标
本专业面向二十一世纪,培养具有生物技术与工程方面的基础理论、基本知识、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产和管理的高级工程技术人才。
通过学习,毕业生具体获得以下几方面的知识和能力:
1. 具备扎实的数学、化学、生物等基本理论和基础知识;
2. 掌握有机化学、分析化学、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、基本知识和基本技能;
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.具有创新意识和独立获取新知识的能力。
三、主要课程
无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、生物化学、化工原理、化学工程与技术、微生物学、分子生物学、生化工程、生物工艺学、生物工程、发酵设备、计算机应用等。
四、学制:三年
五、就业方向
专科毕业生的去向有两类:一类是可以继续上本科深造;一类是就业。因为生物技术涉及的产业面广,包括:生物制药(制取各种细胞因子类、核酸类、抗生素类、中药类的药物等),生物发酵(制取各种保健品、功能性食品、酶制剂、化学品等),生物材料(生产各种骨科康复、器官再造、生物可降解材料等),化工生产(生产生物可再生燃料、各种溶剂、精细化工产品、化学合成中间体等)…,因此,本专业培养的实用型、应用型的技术和管理人才的就业面广,应聘机会多,可供选择的去向具有多样性。
六、专业前景
生物技术是当今最基础、最前沿、应用最广泛、发展前景最广阔的学科之一.随着我国社会的发展和经济的增长,当前面临的诸多问题(如农业、食品、医药、环境等)都有赖于生物技术来解决.在我国全面对外开放,特别是加入WTO之后的新形势下,发展生物技术对于加速我国的产业结构升级,提升我国的综合国力有着重要的意义。
我国政府十分重视对生物技术的研究和开发应用,投入大量资金资助生物技术的研究和产业化,1996―2000年我国政府在生物技术领域投入15亿元,这只是启动生物技术部门的大计划的一个部分。2000―2005年计划在该领域再投入 50 亿元。同时,国家实施的"863"计划、国家计委的高科技示范工程项目等均把生物技术列为优先发展的科技领域和高技术产业,并取得了显著的成绩。
现代生物技术的原理及应用
[知识介绍]
生物工程是生物科学与工程技术有机结合的一门综合性学科.它包括基因工程,细胞工程,发酵工程,酶工程等.生物工程就是对生物有机体在分子水平,细胞水平,组织水平和个体水平上进行不同层次的创造设计,从而使人类进入改造和创建新的生命形态的时代.这里,我们主要介绍基因工程和细胞工程.
基因工程
我们常说基因是生物体进行生命活动的'蓝图',这是因为生物体可以通过基因控制蛋白质的合成,来表现出生物性状并完成各项生命活动.那么,人们能不能改造生物体的基因,定向地改变生物的遗传特性呢 比如对基因进行重新组合,让禾本科的植物也能够固定空气中的氮,让细菌"吐出"蚕丝,让微生物生产人的胰岛素,干扰素等.科学家通过努力,在20世纪70年代创立了能够定向改造生物的技术——基因工程.
基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的.
基因操作的基本步骤
(1)提取目的基因.如植物的抗病基因,人的胰岛素基因,干扰素基因
(2)目的基因与运载体结合.将切下的目的基因的片段插入运载体—细菌质粒的切口处,质粒与目的基因形成一个重组DNA分子.
(3)将目的基因导入受体细胞.用人工的方法将体外重组的DNA分子转移到受体细胞.
(4)目的基因的表达.重组DNA分子进入受体细胞后,目的基因控制蛋白质合成,表现出特定性状.
以人干扰素基因作为目的基因,通过转基因工程,目的基因在酵母中表达为例.见下图:
转基因技术的应用
在农牧业,食品工业上的应用
例如:
①工业生产干扰素.
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白,由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,如水痘,肝炎,狂犬病等,所以它是一种抗病毒的特效药.1980年,科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素.从1987年开始,用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产阶段,并且大量投放市场.
②培育高产,稳产和具有优良品质的农作物.
1981年,科学家将菜豆储藏蛋白的基因转移到向日葵中,培育出了"向日葵豆"植株.如果以此作为技术基础,把大豆蛋白的基因转移到水稻,小麦等粮食作物中,就可以提高这些作物的蛋白质含量,改善它们的品质.
③培育具有各种抗逆性的作物新品种.
1982年,科学家把细菌中的抗卡那霉素基因转移到烟草,向日葵和胡萝卜等作物中,一举获得成功.此后短短的几年中,科学家又培育出了数十种具有抗病毒,抗虫,抗除草剂的作物新品种.
在医药卫生事业上的应用
例如:
①基因治疗:
把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,以达到治疗疾病的目的.常用的基因治疗手段如下:目的基因与病毒重组,目的基因被包装入病毒颗粒中,随着受体细胞被感染,缺失的基因得以弥补,表达出目的基因的产物.目前在遗传性疾病的基因治疗方面,主要还是研究单基因缺陷型遗传病.由于上述方法是针对体细胞的,故不会代代相传,不会严重改变人群中有关基因的遗传平衡.
②基因诊断:
用放射性同位素,荧光分子等标记的DNA分子作探针(DNA探针:特定的DNA片段),利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,从而达到检测疾病的目的.例如,肝炎病毒引起的传染病易于传播,给诊断和治疗带来了很多困难,利用DNA探针可以迅速地检出肝炎患者的病毒,为肝炎的诊断提供了一种快速,简便的方法.
③基因检测:
据报道,用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量.具体的方法是使用一个特定的DNA片段制成探针,与被检测的病毒DNA杂交,从而把病毒检测出来.此方法的特点是快速,灵敏.
二,细胞工程
细胞工程是指运用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体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或获得细胞产品的一门综合科学.
生物工程涉及的领域相当广泛,就其技术范围而言,大致有细胞融合技术,细胞拆合技术,染色体导入技术,胚胎移植技术,克隆技术等.
1,细胞融合技术
细胞融合技术是把两个细胞在融合剂的作用下,融合成一个杂种细胞的技术.植物细胞融合时,要先用纤维素酶去掉细胞壁,获得原生质体后再进行融合.
科学家用植物体细胞杂交的方法,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了"番茄—马铃薯"杂种植株,以后又培育出了新的品种,例如:白菜—甘蓝,胡萝卜—羊角芥等.不仅如此,科学家在不同种类的动物之间或动物与人的细胞之间也进行了融合,形成了杂种细胞,例如:人—鼠,鼠—兔等.
克隆技术
克隆的实质是无性繁殖,即:不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式.时至今日,克隆的含义不仅仅是无性繁殖,只要是一个细胞通过培养,获得两个以上的细胞,细胞群或生物体的方式,都称之为克隆.
克隆技术的理论基础—全能性
细胞全能性:已经分化的细胞,仍然具有发育的潜能.即,已分化的细胞仍然具有发育成为完整植株的能力.
多细胞生物,一般是由一个受精卵经过有丝分裂而来.所以,生物体的每一个细胞与受精卵的基因都是一样的.也就是说,生物体的每一个细胞都含有本物种所有的整套遗传物质,都有发育成完整个体所必需的全部基因.
2)克隆技术的应用
动物克隆:
以"多莉"羊的产生为例,步骤如下:
⒈核移植形成重组细胞.将A羊乳腺细胞的核移植到B羊去核的卵细胞内,形成一个重组细胞.
⒉胚胎移植.将重组细胞在体外进行培养,形成早期胚胎后植入C羊的子宫内.
⒊"多莉"羊出生.
组织培养:
植物组织培养的大致过程是:在无菌条件下,将器官或组织(如芽,茎尖,根尖或花药)的一部分切下来,放在适当的人工培养基上进行培养,最初,这些器官或组织经过细胞分裂与去分化(从分化状态变为未分化状态),形成愈伤组织.之后,在适合的光照,温度和一定的营养物质与激素等条件下,愈伤组织便开始分化,产生出植物的各种组织和器官,进而发育成一棵完整的植株.
植物组织培养不仅从植物上取材少,培养周期短,繁殖率高,而且便于自动化管理.目前,这项技术已经在花卉和果树的快速繁殖,培育无病毒植物等方面得到了广泛的应用.例如:用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗.又如:长期进行无性繁殖的植物,体内往往会积累大量的病毒,从而影响植物的产量或观赏价值.研究发现,这些植物只有根尖和茎尖中不含病毒.因此,人们用茎尖进行组织培养,就得到了多种植物(如马铃薯,草莓,菊花)的无病毒植株,取得了可观的经济效益.
[习题选编]
白菜—甘蓝杂交后产生的植株一般是不育的,但是,科学家发现,极少数的杂交植株能产生种子,原因是:
参考答案:染色体数目加倍
2,能克服远源杂交的不亲和技术是 ( )
A,组织培养 B,动物胚胎移植 C,细胞融合 D,单倍体育种
解析:植物组织培养的优势能够提高自然繁殖率比较低的名贵花卉,濒危物种等的无性繁殖率.动物胚胎移植能够提高动物的繁殖率.单倍体育种可以加快育种的进程.细胞融合能够克服远源杂交的不亲和性
3,下列选项中,没有采用植物组织培养技术的一项是 ( )
A,花药的离体培养得到的单倍体植株.
B,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C,基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
D,细胞工程培育"番茄—马铃薯"杂种植株.
参考答案:B
4,英国科学家维尔莫特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地克隆出一只小羊,取名为"多莉",以下四项中与此方法在本质上最相近的是 ( )
A,兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔子宫内,并最终发育成两只一样的兔.
B,将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上,培育出具有抗病毒能力的新品种.
C,将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞.
D,将人的精子与卵细胞在体外受精,待受精卵在试管内发育到囊胚期时,再植入女性子宫内发育成"试管婴儿"
参考答案:A
5,下列哪项技术与"试管婴儿"无关 ( )
A,体外受精 B,动物胚胎移植 C,基因转移技术 D,组织细胞培养技术
参考答案:C
6,细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力.最终衰老死亡,但机体在发展适应过程中.保留了一部分未分化的原始细胞,称之为干细胞.一旦需要,这些干细胞按照发育途径通过分裂而产生分化细胞,以保证局部组织损伤的修复.根据以上材料,回答下列问题:
(1)人工获得胚胎干细胞的方法是:将细胞核移植到去核的卵细胞内,经过一定的处理使其发育到某一时期,从而获得胚胎干细胞."某一时期"最可能是 ( )
A,受精卵 B,八细胞胚 C,囊胚 D,原肠胚
(2)根据分裂潜能,干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整的个体),多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(发育成专门的组织和器官),则这些细胞在个体发育中的分化顺序是 ( )
A,全能—专能—多能 B,全能—多能—专能
C,多能—全能—专能 D,专能—全能—多能
(3)在全能干细胞的发育过程中,皮肤由 胚层发育而来,眼睛由 胚层发育而来,神经系统由 胚层发育而来.
(4)个体发育过程中最原始的干细胞是
(5)干细胞在临床上应用的最大优点是移植器官和患者之间无 反应.
(6)谈谈你对干细胞研究的看法.
参考答案:(1)C (2)B (3)外和中 外 外 (4)受精卵 (5)排异
(6)干细胞研究对人类治疗疾病有很大帮助.例如:利用干细胞克隆器官,用于器官移植;利用干细胞修复损伤的器官等.但是,如果干细胞研究用于克隆人,则会带来严峻的社会伦理问题,必须严肃制止.
7,近几千年来,生命科学的发展日新月异,层出不穷,生物学的观点不断更新或面临挑战或得到补充完善.
资料一:20世纪80年代,美国生物学家奥尔等曼和切赫研究和发现了RNA的催化功能,由此他俩获得了1989年的诺贝尔化学家奖.
资料二:1996年英国蔓延的"疯牛病"成为国际社会关注的焦点.引起病牛病的病原体是一种能致病的蛋白质,它不含核酸,我们称之为朊病毒,美国生物学家普鲁辛纳就是由于研究朊病毒做出的卓越贡献,而获得了1997年度诺贝尔医学生理学奖.
资料三:1997年英国的克隆羊"多莉"的诞生轰动了全球.克隆羊"多莉"是英国的威尔穆特博士领导的研究小组将高度分化的成年绵羊乳腺细胞核移植到去核的卵细胞中培育成功的.
根据你所了解的生物学知识,上述的三则资料内容对哪些原有的生物学观点提出了挑战或补充完善 请用简短的文字加以说明.
参考答案:
生物催化剂酶都是蛋白质,但RNA催化功能的发现,说明酶不一定都是蛋白质,RNA也具有
酶的功能.
以前人们认为核酸是一切生物的遗传物质,但朊病毒这种病原体不含核酸,却能导致"疯牛病",
说明除了核酸外,还应该存在其它的遗传物质.
原来人们认为已高度分化的成体动物的体细胞已失去了全能性,克隆羊的成功,说明了高度分
化的成年动物体细胞仍然具有全能性.
8,科学家发现,人们长期接触2,4-D(人工合成的生长素类似物)患某种癌症的可能性要远远高于未接触者.美国科学家从一种细菌的DNA中分离得到了能降解2,4-D的基因,将其转移到另一种细菌细胞内,获得了能高效降解2,4-D的转基因菌.据此回答:
(1)2,4-D能促进双子叶植物生长又能杀死双子叶植物的原因是
.
(2)该转基因菌能表现也降解2,4-D的性状并能代代相传,所遵循的生物学原理是
.
(3)人们在生产上不直接应用最早发现的具有降解基因的细菌,而是培育和应用转基因
菌来降解2,4-D的可能原因是:转基因菌与原细菌相比有如下特点:
.
参考答案:
生长素低浓度促进植物生长,高浓度抑制甚至杀死植物.
基因的功能:通过复制实现遗传信息的传递.通过控制蛋白质合成实现遗传信息的表达.
高效性
9,花药离体培养也属于植物的组织培养,它培育出的植株是 倍体,其染色体数目比原物种 .香蕉的组织培养形成的幼苗是 倍体.其性状与亲本相比 ,培养基的作用是 .植物的组织培养之所以能够获得成功,是因为细胞具有 性,即植物细胞含有的遗传信息与胚细胞 ,只要条件适合,就可发育成完整的植株.
分析:花药离体培养是通过植物的花粉培育出完整的植株,花粉是经过减数分裂形成的,其染色体数目减半.香蕉是利用茎尖作为外植体,茎尖细胞属于体细胞,其染色体数目与亲本一致.
参考答案:
单 减半 三 一致 提供营养和激素等物质 全能 相同
10,2000年11月,"广东集爱"诊疗中心投入运作,标志着试管婴儿技术落户到了广州.
(1)培育试管婴儿属于 生殖方式.
(2)胚的发育过程是指从 发育到 阶段,场所是 .
(3)后期要继续把胚胎移植入妇女的子宫内继续发育的原因是
.
参考答案:
(1)有性 (2)受精卵 胚 前期是体外(试管),后期是子宫
(3)胚的发育需要一定的条件,如温度,激素,营养,气体浓度等,而子宫具有所有胚发育的所需条件,是胚发育的最佳场所.
11,阅读下列材料.回答问题:
2002年1月30日《科学时报》报道 美国科学家维尔法伊领导的一个小组发现,
成年人骨髓中存在着一类干细胞.可以在培养液中无限期地生长,与胚胎干细胞极其相
似.其中的一部分细胞系在生长近两年后,特性依然保持完好,无任何衰老迹象.研究
人员将这些细胞称为"多能成体祖细胞'.
此前也有一些实验室和生物技术公司发现,成人的皮肤,肌肉和骨髓中存在着能
形成其他组织细胞的干细胞.研究人员称.从理论上讲"多能成体祖细胞"在一定的条
件下 应该能够形成心肌,大脑,肝脏,皮肤和各类神经细胞.
(1)如果在培养液中培养的"多能成体祖细胞"己传至60代 那么 这种细胞的遗传物质与成年人骨髓中的干细胞的遗传物质( ).
A.全部相同 B.全部不同 C.大部分相同 D.大部分不同
(2)为大面积烧伤病人植皮,最好选用( )的干细胞培育的皮肤细胞.
A.患者本人 B.父母 C.子女 D.配偶
(3)在一定的条件下,"多能成体祖细胞"形成心肌,大脑,肝脏,皮肤和各类神经细胞需通过 和 完成.
参考答案:(1).C(2).A:(3).细胞分裂;细胞分化
12,在细胞工程——原生质体融合育种技术中 .
(1)其技术的重要一环就是要将营养细胞的细胞壁除去,通常采用的方法是 .
(2)在不破坏植物细胞结构的前提下,可以用光学显微镜观察植物细胞的细胞膜,请问如何操作才可以在光镜下观察到细胞膜 .
参考答案:
(1)用纤维素酶去除细胞壁
(2)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时;活的成熟的植物细胞通过渗透作用失去水分;原生质层逐渐与细胞壁分离开来,这样便可在光学显微镜下清晰的观察到原生质层最外面的细胞膜
13,中国青年科学家陈大炬成功地把人的抗病毒干扰基因"嫁接"到烟草的DNA分子上,可使烟草获得抗疗毒的能力,形j#转基因产只,试分析回答:
(1)人的基因之所以能接到植物体内去,原因是 .
(2)烟草具有抗病毒能力,这表明烟草体内产生了 .这个事实说明,人和植物共用一套 .
(3)该工程在农业,医药等方面已取得了许多成就,请你说出三个具体实例
.
参考答案:
(1)人与植物DNA结构组成相同(2)抗病毒干扰素;遗传密码
(3)将抗病毒基因嫁接到水稻中,形成抗病毒水稻新品种;将人的血型基因移入到猪体内,培育出人血的猪:将干扰素基因移入细菌体内,培育出能产生干扰素细菌
14,人类基因组计划的目标是绘制四张图,其中一张图用遗传单位表示基因间的距离,另一张图用核着酸数目表示基因间的距离,一张图显示染色体上全部DNA上约30亿个减基对的排列顺序,还有一张是基因转录图.这四张图组成了不同层次的,最终为分子水平的人类"解剖图",它揭开了决定人类生.老.病.死的所有遗传信息——基因组之谜,将成为人类认识自我的用之不竭的知识源泉.
国际人类基因组计划合作组织.美国塞莱拉遗传信息公司.美国(科学)杂志和英
国(自然)杂志于2m1年2月门日联合宣布:由科学家提供的初步分析中,格外引人关
注的是:原来预计多达10万多个的人类基因总数被最终确定为3万个左右,而与蛋白质
编码无关的非编码区的减基对序列却达人类基因组序列的97%之多.
请根据以上材料回答下列问题:
(1)"人类基因组计划"需要测定人类的24个染色体的基因和减基顺序,试指出哪24个染色体 .
(2)你认为完成"人类基因组计划"有哪些意义 .
.
参考答案:
(l)22条常染色体和XY两条性染色体(2)①有利于疾病的诊断和治疗 ②有利于研究生物进化③有利于培育优良的高等动植物品种 ④有利于研究基因表达有调控机制
Ⅱ 新高考方案:报考生物学和技术有什么不同
生物科学(前两年也有的院校称生命科学)
概述:
本专业培养具有系统扎实的生物科学理论基础,牢固掌握现代生物学的基本理论、基本知识和基本技能,了解本学科的研究前沿与发展趋势,具有较强的科学研究能力和一定的创新意识,既能从事生物学各领域基础理论研究,又能从事生物高新技术及其相关领域应用研究,亦可到高等学校、科研机构从事教学和科研工作,或到医疗卫生、环境保护、食品、生物技术及制品等部门或管理部门从事应用基础研究、科技开发或管理工作的高级专门人才。
一、专业综合介绍
英国的绵羊多莉相信大家都不会陌生,它是世界上第一只人工无性繁殖出来的动物个体,几年前曾经名噪全球。不过,这只是克隆技术小试牛刀而已。将来,更为先进的克隆技术会从更深更广的范围影响我们的生活。这一切都来自于生物科学技术的发展。生物科学是研究生命现象和生命活动规律的专业,它与人类的生存和发展,与社会生产和生活,与其他自然科学和社会科学的发展,都有密切的关系,发展前途广阔。
在21世纪,生物科学将会是人类关注的焦点。人类基因密码的破译,是医学上划时代的里程碑,传统的医疗方法有可能会被全新的方法所代替,人类的寿命可能大幅度延长。而地球资源的限制,人口的不断增加,地球环境的逐渐恶化,这些人类目前面临的尖锐矛盾,都需要生物科学技术的不断发展来解决。我国的克隆技术已经可以在动物体上生长出人的器官,在不久的将来,器官移植将会进入全新的时期。大家对中国仅以占世界7%的耕地养活占世界22%的人口一定是印象深刻,这个奇迹的诞生是因为杂交水稻在全国范围的推广,我们应该感谢袁隆平院士,应该感谢现代生物科学的发展。
生物科学紧跟时代发展的步伐,它十分重视实践能力的培养,对实验要求比较高。本专业培养的学生既具有坚实、广泛的生物学基础知识,又具有一定的化学、数学、物理学基础知识和工程技术技能;学生在校期间将受到系统的近代生物物理、生物化学及分子生物学、细胞与发育生物学和生物技术等方面的理论和实验技术训练。本专业与一般的理科专业相比,更加偏重实践,不会像数学、理论物理等学科那样枯燥无味。所以选择本专业的学生,既要有比较扎实的化学、数学基础,还要有很强的动手能力,因为有相当数量的实验等着你去做。不过,你不必担心本专业实验会死板无聊,频繁的实验、形形色色的生物,会激起你的无限兴趣。当然,这也需要你有一定的胆量和勇气。你可以接触一些最新的、最先进的实验方法、实验仪器。如果你热爱大自然,热爱生命,那就选择生物科学专业吧,它会让你更加接近大自然,更加热爱生命,更加关爱生活的质量。
本专业学生毕业后可以在研究所、高等院校、生物工程中心以及生物工程公司等部门从事理论研究教学、科技开发等工作。经过四年寒窗苦读的你,不仅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,还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,就业前景一片光明!
生物科学专业代码:070401。
二、专业教育发展状况
生物科学是生命科学各个领域的基础和核心。它研究包括人类在内的所有生命形式的起源演化、生长发育、繁殖、遗传变异和消亡等生命现象的规律和本质,以及各种生物之间、生物与环境之间的相互关系和相互作用。最近半个世纪,兴起了以分子生物学为核心的现代生命科学。它为增进人类健康、促进社会发展提供了前所未有的前景,从而形成为当前自然科学各领域中最为活跃,发展最为迅速的领先科学。
生物科学专业在16—18世纪欧洲兴起的博物学中已初露端倪,19世纪初作为一门独立的专业从博物学中脱离出来。这里不得不提到当时的两位伟大的科学家,一是英国的达尔文,他的《物种起源》从一个新的起点诠释了生物学的奥秘;另一位生物学家孟德尔则提出遗传因子假说及分离规律、自由结合规律两大遗传规律。到20世纪初,生物学专业已基本完成从对生命现象的外观描述逐步上升到认识生命现象的本质的转变。20世纪四十年代,遗传学和生物化学在微生物领域结合了起来。在本世纪,这一转变将取得进一步的进展,成为整个生物科学专业的特征。现在,随着分子生物学兴起,发展了许多现代专业方向,如基因工程、细胞工程、酶工程、以及发酵工程等。
从当前国际发展来看,生物科学专业不仅现在是,而且在将来仍是整个自然学科专业中涉猎最为广泛的专业。在美、英等国,“生命科学”与“物质科学”并列为自然科学的两大分支,而遗憾的是,生物科学在我国却未能得到应有的重视。我国习惯的把自然科学分为数、理、化、天、地、生六大分支,生物学长期以来只陪末座。这一点从我国曾一度将生物学列在高考内容之外可见一斑,而国际上则是对其相当重视。美国科学信息研究所出版的科学文索引(SCI)中登录了全世界八千余种科学期刊,影响最大的前10种刊物中,除了多科综合性刊物英国的《自然》和美国的《科学》以外,全都是生物科学领域的刊物。
随着生物科学的国际化,该专业也于很早之前便从国外引进到国内。刚开始只是局限于对遗传学基本规律和动植物、微生物的研究,发展至今已完善至生物科学的所有分支,并将继续向高新科技化的方向进军。一般国内的综合性大学都有生物学院或者叫做生命科学与工程学院。全国的高校中以师范院校的生物系最为全面,别的院校则大都从原来某些与之相关的专业发展而来,有的院校以生化、植物为主;有的以微生物学为主;有的是由制糖、发酵发展而来;有的则侧重于生理、人体学。虽然同在生物科学这一蓝天下,但具体的内容却有很大的差别,各有千秋。由于生物科学已经发展成为最全面、分支最多的学科,所以在选择具体的专业方向时要慎重考虑,在对相关院校作相关的了解以后再做出决定。而以基因工程为主的现代生物科学专业教育我国还相对滞后,像医疗基因技术、生物芯片、仿生技术、人类基因组的全排列分析等,还大都是研究的课题。
生物科学专业几乎在社会各个行业都有发展空间。
在工业方面,包括食品、发酵、抗生素、制药、生物制品、化工、皮革以及石油开采等多个领域生物科学专业都有用武之地。
农业方面主要是以基因工程为主的现代生物技术;改良和创造出动植物的新品种;氮磷钾三要素为农作物的发展指明方向;昆虫学减轻了作物病虫害。
在医学方面,通过研究发病机理及病原体与人体在代谢和调控上的差异设计和筛选出高效低毒的药品;通过对基因技术的控制,可以治疗某些遗传病。如近代临床诊断主要是用生物化学和生物物理。
尤其值得一提的是分子生物学(特别是基因学),可以在不同个体,甚至在远为不同的生物种属之间转移,为某些遗传疾病的治疗、新的动植物品种的培育,对保护人类的健康,促进农业增产,甚至控制和改造整个地球上的生物界提供了前所未有的可能性。
在此,我们不得不正视的是:以第二代生物制品为代表的传统生物科学在我国仍占很大的席位,如抗生素、乙醇、食品类、单细胞蛋白、维生素、生物杀虫剂等的研究和生产。用到的相关知识有初步的物理、化学、遗传分析、细胞杂交、诱变育种等。但是以第三代生物制品为代表的现代生物科学正在以锐不可挡之势蓬勃发展,已渗透到工、农、医和社会的其他各个方面,到了无处不在的程度。
生物技术
概述:
本专业主要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,受到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和较强的创新意识,可到科研单位和高等院校从事教学或科研工作,或到医疗卫生、医药、食品、化工、轻工、农、林、牧、渔、环保、园林以及生物或高技术产业部门或行政部门,从事生物技术及相关领域的应用基础研究、技术开发、生产管理和行政管理工作的生物技术高级专门人才。
一、专业综合介绍
你听说过生物芯片吗?你知道生物芯片的神奇之处吗?你知道小白鼠身上能长出人耳朵来吗?你能想像今后人类移植器官不再需要他人的器官而只要在动物体上长一个就行了吗?这一切正在变成事实,它们是现代生物技术的产品。生物技术是基于生物学,依靠现代各种先进技术的一门技术型学科,其闪光点在于充分发挥生物科学的优势,将生物科学与其他学科结合交叉,从而开发出新的产品、新的技术。生物技术的发展相当迅速,生物技术产业也日益发达。目前生物技术在环保、医药、医疗等方面运用比较多,相信随着生物技术的不断发展,它必将渗透人们生活的各个方面。
生物技术是生物与现代先进技术相结合的产物,同时具备二者的优势,它利用现代的高新尖技术更加淋漓尽致地发挥生物学的潜力。本专业在教学中重视基本理论、基础知识、基本技能培养,同时也重视实验、实践技能培养。俗话说“学好数理化,走遍天下都不怕”,在这里同样适用,而且物理、化学在本专业显得尤为重要。本专业有很多专业实验课,对学生动手实践能力、实验设计能力、实验分析能力要求比较高,要求学生具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果的能力。计算机科学已经渗透了几乎所有的学科,没有哪门现代学科能离开计算机技术。同样计算机作为一门工具,其一般运用和操作也是本专业的学生必须掌握的。选择本专业,你可以将生物学和工科专业结合起来,本专业是那些喜爱生物同时又喜爱工科学生的理想选择。
本专业毕业生能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,而且也能在工业、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。如果想继续深造,既可以选择本专业,也可以选择与之相关的其他专业。由于本专业在本科阶段学习的多为基础性课程,学生本科毕业以后的选择范围较广。良好的理论知识基础,很强的实践动手能力会帮助你找到适合自己发展的岗位。
生物技术专业代码:070402。
二、专业教育发展状况
生物技术又称生物工程,它的核心内容是人为地对各种生物在分子、细胞、组织和个体水平上进行不同层次的设定,定向的创造出有特定形状的新物种或新品种,结合发酵工程和生化工程原理,生产出各种生物物质或制品,在医药、食品、农业、轻工、化工、能源、环保和矿业等广泛领域中为人类社会提供商品和服务,是一门在分子生物学和细胞生物学基础上发展起来的新兴高技术。现代生物技术包括下述五个方面的技术体系:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及蛋白质工程(另有一说为生化工程)。
建国初期,北京大学、清华大学、东北师范大学、西北大学等一批院校建立了相关的生物学系,并取得了一定的成果。但在1952年全国高等学校院系调整时,有些专业被合并,一些院校的生物技术专业被迫中断。文革时期,由于当时的政治环境,这门课程又受到了很大的阻碍。在我国的教育中,生物为数理化史地生的最后一名,并一度被排斥在高考科目之外。目前为止,这种状况有所改观,随着国家恢复给予生物“高考准考证”和生物技术的广阔发展前景,生物技术将很快的成为一门热门专业。一个明显征兆便是,九十年代这方面的招生较少,但近几年呈迅速上升趋势,有的院校每年招生达好几百人。这是由于我国在生物技术方面已取得了一些成果,在基因育种、生物制药、生物芯片等技术方面都有长足的进步,科技的迅猛发展急需人才的补充。目前,生物技术学科已培育成一批年轻有为的带头人,分布在各大高校的代表性专家有:薛绍百、柳惠图、昌曾益、刘强、隋森芳、吴庆余、李志新、邹承鲁等。
在实验设备方面,各高校也较以前有明显的改观。另外,北大等高校的许多实验室装备也有大量现代化的先进仪器设备,拥有了全自动DNA序列分析仪、DNA合成仪、PCR仪、脉冲电泳仪、进口基因导入仪及其它现代分子生物学和基因工程必备的仪器设备,这也为生物技术科学的发展提供了条件。
生物技术专业是为适应我国社会主义现代化建设和改革开放需要而建立的专业。该专业一直致力于培养德、智、体全面发展,具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本知识和技能的人才。就业人才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。
该专业的课程设置包括普通教育课程(诸如外语、计算机、高数、化学、体育等),专业基础课(如生物化学、植物学、动物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学、酶工程、发酵工程、基因工程学、现代生物学仪器分析),专业系列课(由各校研究侧重点不同所决定)及相关实验课程。
目前全国开设生物技术专业(旧专业有称生物化学、生物技术微生物学、生物科学与技术、微生物工程学、生物制药)的高校有73所,包括北京大学、清华大学、中国农业大学、北京师范大学、南开大学、河北农业大学、山西大学、内蒙古大学、沈阳农业大学、辽宁师范大学、吉林大学、东北师范大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、华东理工大学、上海水产大学、华东师范大学、南京大学、浙江大学、中国科学技术大学、厦门大学、福建农业大学、南昌大学、山东大学、中国海洋大学,山东农业大学、河南师范大学、武汉大学、湖北大学、中山大学、暨南大学、深圳大学、广西大学、西南民族大学、兰州大学、甘肃农业大学、新疆大学及新疆农业大学等。
事实上,继1998年教育部进行专业目录调整以来,北京乃至全国高校中的专业都有些变化,有些高校的生物技术专业就是从原来的微生物专业、发酵专业或者生理学专业发展而来。在学校方面,我国第一所生物技术类高校也刚刚诞生——武汉生物工程职业技术学院。重新调整后的专业更贴近社会的需求与未来新世纪的发展,但各校侧重点不同,望广大考生慎重考虑,根据自己的实力和兴趣,参考高校的具体状况,三思而后行。
谈到行业的发展,自从本世纪五十年代中叶,Watson和Crick提出DNA双螺旋模型以来,生物技术领域已发生了巨大的变化。短短三十多年间,生物技术从生物化学的一个分支发展演变成为与计算机科学、电子工程科学并驾齐驱的世界三大发展最快的现代科学之一。许多科学家甚至预言,二十一世纪将是生物技术的世纪。联合国开发总署(UNIDO)在80年代后期建立的国际遗传工程及生物技术中心(ICGEB)经过短短几年的运转,其重要性及必要性很快便得到了各成员国的公认,不久将成为一独立的联合国机构。而民间以开发现代生物技术为主体的公司,更如雨后春笋般遍及欧、美、日及整个世界。这种科学研究与生产开发相结合的形式进一步促进了生物技术的发展。根据美国政府的预计,到2010年美国利用生物技术生产的产品年产值将超过1000—2000亿美元。
生物技术专业有了强大的产业力量作为推动,可谓“风景这边独好”。目前,国内生物技术产业的产值还相当低,有待进一步提高,可以说中国的市场前景看好、潜力巨大。在与各国进一步加强交流的同时,中国的生物技术行业即将迈出属于自己的步伐。
Ⅲ 生物技术与农业的关系(包括:生物技术在农业中的应用、生物技术与农业的前世今身),考试呀,有劳各位
农业生物技术已经成为新的农业科技革命的强大推动力,不仅在实现传统农业向现代农业跨越中发挥重大作用,而且将成为本世纪解决食物安全、生态环境、资源保护等重大社会与经济问题的有效手段,正在成为新的经济增长点。农业生物技术在改造和提升传统农业和农产品加工业更显示其巨大的潜力,生物技术及其产业呈现出加速发展的态势。1.转基因作物开始走向大规模推广应用目前国际上抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大豆、油菜等已进入大规模商业化应用阶段。全世界转基因作物种植面积从1996年的170万公顷猛增到2003年的6770万公顷,2004年为8100万公顷,比上年增加20%,是连续第9年以2位数增加,8年增长了47.6倍;种植转基因作物的国家从6个增加到2003年的18个。据初步统计,采用转基因技术培育的作物新品种在全球已达35科120余种,有5400多个转基因作物进入田间试验,50余种转基因农作物进入市场。有专家预计,在今后5年内全世界转基因作物的面积将会有更大幅度的增加,2010年世界范围内50%的耕地将种植转基因作物,至2020年将增至80%。由此可见,全球转基因植物发展十分迅猛。2.动植物分子育种技术日臻成熟和应用广泛现代分子生物学与传统动植物育种科学的结合催生了新兴的分子育种学,分子标记辅助选择育种是利用与重要经济性状连锁的分子标记或功能基因来改良动植物品种的现代分子育种技术。近年来,由于转基因生物对生态环境和人类健康影响的不确定性,因此分子标记辅助选择技术成为了热点之一,分子标记辅助选择技术具有高效、安全的突出优点,已经展示出部分常规育种无法比拟的优越性,因此,动植物基因鉴定与分子标记辅助选择技术已成为当前生物技术发展的重要领域之一。3.基因组学研究已由“结构基因组”向“功能基因组”发展基因组学的兴起是生命科学发展新的里程碑。近年来,完成了模式植物拟南芥的全基因组序列测定、水稻基因组测序框架图,为植物功能基因的研究提供了很好的平台和基础。2003年11月15日西南农业大学与中国科学院北京基因组研究所完成了中国家蚕基因组“框架图”的绘制工作,并于2004年10月公布,这是迄今为止我国科学家利用霰弹法测序独立完成的最大的生物种基因组,也是世界上第一个家蚕基因组工作框架图。估计家蚕基因组大小约为450 Mb,拥有约2万多个基因,其中约有6,000个左右的基因为新发现。我国独立开展了猪的结构基因研究,与美、英协作进行的鸡基因组测序计划等亦将于近期全部完成。4.转基因动物、体细胞克隆与生物反应器等技术研究进展迅速1997年世界上第一个体细胞克隆绵羊“多莉”的诞生,标志着动物核移植技术取得了重大突破,随即掀起了各类高等动物复制研究的高潮。克隆技术的成功不仅具有重大理论意义,而且在异体器官移植、治疗用细胞与组织器官克隆、家畜良种繁育、转基因动物反应器以及濒危与珍稀动物保护中具有巨大的应用潜力。用转基因植物和动物器官组织高效表达和生产活性功能蛋白的生物反应器研究与开发近年也取得了显著的进展。在烟草中表达的CaroRxTM (sIgA)可以有效地清除Streptococcus mutans,防止龋齿,是在植物中生产的第一个用于临床的抗体。利用植物生物反应器生产重组蛋白质产品具有产品活性高、生产成本低等优势,因此利用高蛋白产量与高生物活性物质产量的植物,如烟草、大豆、油菜等开发畜病疫苗产品前景看好。5.农业微生物基因工程研究正在孕育新的突破近年来,研究手段的迅速发展和广泛应用,基因组及分子生物学方面的研究进展已经为农业微生物功能基因的改良、克隆和表达提供了有效的技术平台,为生物“三药”的研究提供了有效的技术支撑。病虫害防治、节肥增产、饲料与食品添加剂、环境污染物降解等目标的农业微生物研究已深入到分子水平,生物技术已成为微生物遗传改良和新一代微生物制品研制的有效手段。6.基因资源争夺日趋白热化由于动植物基因资源的不可再生性,生物基因资源已经发展成为国际竞争、国家发展的战略资源。“建立以生物基因为核心的知识产权财富,使之能更为有效地进入变化着的全球生物技术市场”已成为各国的国家科技发展战略的重要内容。模式动植物基因组测序计划完成后,对动植物重要功能基因竞争及资源的竞争成为生物经济与基因产业竞争的标志之一,世界各国在大力加强动植物物种资源的搜集保存的同时,在基因资源的快速有效开发利用方面也给予高度重视。一些跨国生物技术公司对生物资源的争夺尤其激烈,其核心就是对基因的争夺。7.科技投入持续增长,产业化进程提速,“生物经济”初见端倪过去10年,世界各国在发展农业生物技术方面的投资增长了10倍。预计2010年以前发达国家在该领域的总投资将达2000亿美元以上。跨国公司等私人企业通过重组、并购,进一步增强了竞争实力,现已逐步成为农业生物技术研究开发的主体。农业生物技术作为新兴的高新技术产业已经形成,并进入了一个高速发展时期。 8.生物质能源研究取得明显进展生物能源的生产技术已基本成熟。国内已有多家民营企业相继开发出拥有自主知识产权的生物柴油生产技术,并建成年产超过一万吨的生产厂,产品主要指标在不同程度上接近国外技术标准。这些企业主要是采用传统的化学法,以回收的废弃油和少量木本油料植物油为原料生产生物柴油。“十五”期间,我国已掌握了酶法生物柴油生产技术,该技术被认为是近期有望取代化学法的对环境友好的新技术。在生物柴油原料植物培育方面,我国应用基因工程技术已育成含油量高达53%和25%以上的转基因油菜和大豆新品系,建立了高油林木种植生产基地,高含油量藻类的培养与改良研究亦取得了明显进展。9.农业与农村经济发展对生物技术发展的需求日增生物技术将为保障食物安全、提高农产品国际贸易的竞争力、完善农业产业结构、加速农作物和林草新品种的培育、发展可再生的生物质能源、生物质材料和生物制药等现代农业关键问题的解决提供强有力的理论依据和技术支持。生物技术在生态环境保护中的应用是近年来的研发热点,并将成为新的经济增长点;生物技术为改造提升农产食品精深加工工业、保障人类健康提供新的手段,并推动新兴产业的蓬勃发展;生物技术与其它高新技术的结合和渗透,已成为当前生物技术发展的新趋势;我国生物技术研究总体水平在不断提高,产业化已初具规模,具备了参与国际竞争的基础和条件。10.农业生物技术的国际竞争日趋激烈现代国际竞争越来越演变为以技术为支撑的综合国力的竞争,因而技术发展也就上升到了战略性的高度。为了确保国际竞争地位,各国普遍支持和鼓励研发具有战略性意义的技术,生物技术则成为世界农业和科技竞争的核心。农业新基因在未来生物技术产业开发中具有举足轻重的地位,为了争夺更大的农产品市场,获得具有自主知识产权的基因,成为各国竞争的焦点。20世纪六、七十年代,美国从我国提供的认为最没有利用价值的一份上海当地大豆种质资源中鉴定出抗大豆孢囊线虫基因并育成了抗病品种,使美国在其后的不到20年间迅速取代我国的地位、一跃成为世界大豆种植、生产和贸易第一大国,而我国一度处于种中国大豆侵美国专利权的难堪境地。
Ⅳ 生物科学专业就业前景怎样呀
热门分科析:21世纪是生物技术的世纪,从事生物技术研究与开发的人才将倍受用人单位的器重。事实上,该专业从20世纪末已开始预热,21世纪初火热的程度可能不及其他热门专业,但随后它将以令人惊讶的速度火热起来,并将占据科研前沿的位置。
考生类别:理工类。
就业前景:主要到科研机构或、高等学校从事科学研究或、教学工作或在工业、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。
就业分布最多五省市: 上海、广东、江苏、浙江、山东。
毕业生就业分布统计:
就业行业或部门 百分率
其他事业单位 0.90%
高等学校 0.90%
科研设计单位 3.47%
出国 11.76%
录取研究生 38.76%
国有企业 6.94%
机关 0.75%
民营及私营企业 15.23%
部队 0.49%
医疗卫生单位 0.45%
三资企业 5.43%
中小学及其他教学单位 1.06%
自主创业 3.32%
注:本专业的各方向及就业率分别是:生物化学79.45%、微生物学80.52%、生物技术75.94%、生物科学与技术86.73%、生物制药84.52%。
Ⅳ 生物技术 这个专业一般找什么工作比较好
生物制药就业前景, 生物专业硕士就业现状分析
作者: 王霞
结业后的去向一般从高到低有如下几类:
第一类
前100强的跨国公司 如:宝洁 通用 玛氏 结合利华等。
这种公司较少招生物,即便招,也以名牌大学本科生、博士后为主,硕士被录用的概率等同于中500万双色球。
待遇非常不错,一般都在7k以上(结合利华稍低点),培训机制也非常完善,福利待遇优渥,大公司背景为小我私人的发展提供了较高的平台。
第二类办事员
去年的国度办事员专业中尚未发现专门招生物的,以是只能报考不限专业的,挑战200:1的录用概率。 待遇不用我说
第三类
较大的生物技术外企 如:伯乐公司(美) 、基因公司(美)、takala(日)等
这种公司一般招销售人员为主,偶尔会招技术支持,销售一般要本科以上,技术支持一般要硕士以上,一般不招应届生,三年工作经验是起码。
待遇还可以,遍及4k摆布(首都)
第四类
事业单位
大学及科研院所:一线二线都会的大学一般不太录用硕士,起码要博士,三线都会的大学有可能会要,但一般不考虑非名牌。
中学:一般会要师范身世的硕士
其他事业单位 如:疾控中心(CDC),物证中心,食物查验处 等, 但招人较少,首都这样巨细的都会,每年招的不过十几人,首都生源为主。
事业单位招人较少 ,工资较低,2k上下(首都地区)。但稳定,福利好,保障好,是mm们的首选。
第五类
酿制业:酒厂,酱油厂,醋厂。
一般只要发酵工程的硕士,此刻很多多少酒厂的效益都不错,如青啤,张裕,天津市王朝,五粮液,这些单位待遇蛮高,首都的一些国营酒厂还解决户口。
第六类
生物技术办事公司 如上海生工,首都奥科,申能博彩,首都博奥,三博远志
这些公司一般以引物合成,测序等为主打营业,听着很对于口,但一般招销售为主,这些公司技术人员主要是操作测序仪,合成仪,工作繁复且技术含量低。加班到深夜是常事。
硕士的待遇2-3k(首都地区),没有加班费,不解决户口,好点的会解决住宿。
第七类
非事业型科研单位 如:华大基因、北大生命科技园
研发非常非常累,不是一般人能仍受的,mm们慎重考虑,独一的好处是可以学到一点技术。
工资一般本科1000,硕士2000 ,博士3000
第八类
小型生物技术公司,首都及上海遍地都是,说白了就是手提包公司,倒卖试剂仪器为主。
技术含量0,待遇同第七类
第九类
骗子型生物技术公司 全国上下到处都是 ,销售催进健康品,减肥药,美容打扮用品。不抵家里揭不开锅建议别去。
以现状来看,今朝80%的微生物、分子生物学、植物、动物专业结业生都去了第六类---第九类公司,能进前三类单位的不足5%