现代生物工程
现代生物技术和利用微生物的古代酿造技术在发展上与现代发酵技术相关,但有质的区别。古代的酿造技术和现代的发酵技术只是利用现有的生物或生物功能为人类服务,而现代的生物技术是根据人们的意愿和需要创造新的生物类型和生物功能,或者改造现有的生物类型和生物功能,包括改造人类本身,从而造福人类。现代生物技术生物工程是从必然王国到自由王国的质的飞跃,是在实用生物技术的建立上从等待大自然的恩赐到主动向大自然索取。
现代生物技术是在分子生物学发展的基础上成长起来的。1953年,美国科学家沃森和英国科学家克里克利用X射线衍射方法,找出了遗传物质碱性核酸的结构,使揭示生命秘密的探索从细胞水平进入了分子水平,对生物规律的研究也从定性走向了定量。在现代物理学和化学的影响和渗透下,一门新的科学分子生物学诞生了。在接下来的十年里,分子生物学发展迅速,取得了许多重要成果,尤其是科学家们破译了生命的遗传密码,并在1966年编纂了地球生物共有的遗传密码“字典”。遗传密码字典迅速地把分子生物学的研究推进到实用阶段。1970年,Corana等科学家完成了酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成。在1971中,paul berg用限制性内切酶打开了一个环状DNA分子,第一次将两个不同的DNA连接起来。从65438年到0973年,以美国科学家科恩为首的研究团队应用大量前人的研究成果,在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最具代表性的技术——基因工程的首次成功实验。他们在试管中重组了大肠杆菌中的两种不同的质粒(抗四环素和抗链霉素),然后将这种质粒引入大肠杆菌,发现它在那里复制并显示了亲本质粒的遗传信息。1974年,他们将非洲林蛙的一个基因与大肠杆菌的一个质粒结合,并将其引入另一个大肠杆菌。结果非洲林蛙的基因竟然在大肠杆菌中得到表达(“表达”的意思是该基因可以在大肠杆菌中合成生长激素抑制因子),并且随着大肠杆菌的繁殖可以代代相传。
科学家从科恩的实验中看到了基因工程的突出特点:(1)可以打破物种之间的界限。在传统的遗传育种观念中,远缘物种几乎不可能杂交成功,更不要说动物与植物之间、细菌与动物之间、细菌与植物之间了。然而,基因工程技术可以跨越交配障碍,使这一切成为可能。(2)根据人的意愿和目的,我们可以定向改造生物遗传特征,甚至创造出地球上不存在的新生命物种。同时,这项技术也可能对人类的进化产生影响。(3)由于这项技术直接作用于遗传物质核酸,因此创造新生物类型的速度可以大大加快。这些特点引起了全世界科学家的极大关注。短短几年间,基因工程研究在许多国家发展起来,并取得了一批成果。基因工程已成为20世纪最重要的技术成就之一。
现代生物技术是一个复杂的技术群体。基因工程只是现代生物技术的一种代表,其特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物功能。此外,在染色体、细胞、组织、器官甚至生物个体的水平上,也可以开展创造或改造生物类型和生物功能的项目,如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、定量基因工程等。,这也属于现代生物技术的范畴。为这些工程服务的一些新技术体系,如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等。,也被纳入现代生物技术体系。
现代生物技术是以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学等学科为支撑,结合化学、化工、计算机、微电子学等学科,从而形成多学科的综合性学科。就其应用领域而言,可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。
生物工程
(生物工程;bion)
生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新的综合性应用学科。
所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、计算机等现代工程技术,充分利用分子生物学的最新成果,有意识地操纵遗传物质,定向改造生物体或其功能,在短时间内创造出具有超远距离特征的新物种,然后利用合适的生物反应器来“工程化细菌”或“工程化”?
生物工程包括五大工程,即基因工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五个领域中,前两个作用是将常规细菌(或动植物细胞系)作为特定的遗传物质受体,使其获得外源基因,成为可以表达超远缘性状的新物种——“工程细菌”或“工程细胞系”。后三者的作用是为这一潜力巨大的新物种创造良好的生长繁殖条件并进行大规模培育,从而充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。
生物工程的应用范围很广,包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等等。它将对人类社会的政治、经济、军事和生活产生重大影响,为解决世界面临的资源、环境和人类健康问题提供光明前景。
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、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。,一般安排在10-20周。
学习时间:四年
授予的学位:工程学学士
相近专业:生物科学生物技术生物信息学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
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现代生物工程技术
现代生物技术(生物工程)是指通过一定的技术手段,在分子、细胞或个体水平上对生物有机体进行设计和操作,以达到目的和需要,改善物种的质量和生命大分子的特性或生产特殊用途的生命大分子。包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程,其中基因工程是核心技术。由于生物技术将为解决人类面临的食品、健康、环境、能源等重大问题开辟广阔前景,与计算器微电子技术、新材料、新能源、航天技术等并列为高新技术,被认为是21世纪的科技核心。目前,生物技术最活跃的应用领域是生物制药行业,被投资者认为是成长性最高的行业之一。世界各大制药企业瞄准目标,投入巨资开发生物药物,展开了前所未有的面向21世纪的激烈竞争。
生物技术的发展可以分为三个不同的阶段:传统生物技术、现代生物技术和现代生物技术。传统生物技术的技术特征是酿造技术,现代生物技术的技术特征是微生物发酵技术,现代生物技术的技术特征是以基因工程为首要标志。本文提到的生物技术是指现代生物技术,也可称为生物工程。现代生物技术在70年代开始异军突起,近一二十年发展极为迅速。它与微电子技术、新材料技术、新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科技支柱,被认为是21世纪世界知识经济的核心。
生物技术的应用范围很广,包括医药卫生、食品轻工、农牧渔业、能源工业、化学工业、冶金工业、环境保护等。其中,医药卫生领域是现代生物技术的第一阶段,也是应用最广泛、效果最显著、发展最快、潜力最大的领域。
生物技术在医药卫生领域的应用主要包括以下三个方面:
1,解决了常规方法不能生产或生产成本特别昂贵的药品生产中的技术难题,开发了一大批新特药。如胰岛素、干扰素(IFN)、白细胞介素-2(IL-2)、组织纤溶酶原激活剂(TPA)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、人生长激素(HGH)、表皮生长因子(EGF)等。这些药物可用于预防和治疗肿瘤、心、脑、肺和血管、遗传等疾病。
2.开发了一些灵敏度高、性能特异、实用性强的新型临床诊断设备,如体外诊断试剂、免疫诊断试剂盒等,摸清了一些疑难疾病的发病机理和新的治疗方法。我国单克隆抗体诊断试剂市场前景良好。
3.正是基因工程疫苗和疫苗的研制成功,直至大规模生产,为人类抵御传染病的入侵,保证全民优生展示了光明的前景。中国发展的重点是乙肝基因疫苗。
现代生物技术以再生生物资源为原料生产生物药物,从而获得足够的数量,用于过去难以获得的临床研究和治疗。例如,从7.5千克新鲜猪或牛胰腺中应提取65,438±0克胰岛素。目前,全球有6000万糖尿病患者,每人每年需要约1g胰岛素,这实际上不可能从45亿kg新鲜胰腺中提取。然而,生物技术可以很容易地解决这个问题,使用基因工程的“工程细菌”
美国生物工程学校排名
1【约翰霍普金斯大学】综合排名:第14位。
2【佐治亚理工学院】综合排名:第35。
2加州大学圣地亚哥分校综合排名:第38。
4【华盛顿大学】综合排名:第42位。
5【杜克大学】综合排名:第8。
6【波士顿大学】综合排名:第57名。
6【宾夕法尼亚大学】综合排名:第5。
8麻省理工学院(MIT)综合排名:第7。
9【莱斯大学】综合排名:17。
10【凯斯西储大学】综合排名:第41号。
10密歇根大学-安阿伯综合排名:第25名。
12【西北大学】综合排名:第14号
圣路易斯华盛顿大学综合排名:No.12。
12【斯坦福大学】综合排名:第4名。
12加州大学伯克利分校综合排名:第21号。
16【匹兹堡大学】综合排名:第59名。
16【弗吉尼亚大学】综合排名:第23名。
18【德州大学-奥斯汀分校】综合排名:第44名。
19【哥伦比亚大学】综合排名:第9。
19犹他大学【犹他大学】第三级国立大学
21【范德堡大学】综合排名:第19号。
22加州理工学院综合排名:第5。
22威斯康星大学麦迪逊分校综合排名:第38。
24普渡大学西拉斐特校区【普渡大学西拉斐特】综合排名:第64。
24【卡内基梅隆大学】综合排名:第22。
24【加州大学-戴维斯分校】综合排名:第42位。
24明尼苏达大学双城【明尼苏达大学-双城】综合排名:71。
24【康奈尔大学】综合排名:12。
29伦斯勒理工学院综合排名:第44。
30【德州农工大学【德州农工;m大学——学院站】综合排名:第62名。
30南加州大学综合排名:第27。
30宾夕法尼亚州立大学-大学园综合排名:第48位。
30【亚利桑那州立大学】综合排名:124。
34【爱荷华州立大学】综合排名:第85名。
34纽约州立大学SUNY分校综合排名:第96位。
34北卡罗来纳州立大学(罗利)综合排名:第85。
34纽约城市大学[纽约市立大学皇后学院]四级国立大学
37【罗切斯特大学】综合排名:第35。
37【耶鲁大学】综合排名:第3名。
37加州大学欧文分校综合排名:第44。
37【阿拉巴马大学】综合排名:91。
37罗格斯大学,新泽西州立大学-新不伦瑞克综合排名:第59位。
37马凯特大学【马凯特大学】综合排名:第82位。
37【德崇大学】综合排名:108。
37【哈佛大学】综合排名:第2名。
46【布朗大学】综合排名:第14号。
46【克莱姆森大学】综合排名:第67位。
46加州大学洛杉矶分校(UCLA)综合排名:第25名。
49【亚利桑那大学】综合排名:第96。
来源:百科。