XXX
化学化工学院
应化1506班
学号1502150623
讲课教师：余润兰 周洪波 朱建裕
时间：2015年12月20日
1
现代生物技术结课论文
一、心得
要说自己的专业与生物学科的关系，我身为应用化学专业学子才应该是最有发言权的！ 俗话说“生化一家亲”，都是理科不说，甚至还专门有生物化学这门学科！可见它们之间的联系千丝万缕，互相连接成片。从小生物就是我最喜欢的学科，没有之一。小时字都认不全的我，整天坐在电视机前，盼望着《动物世界》开播，吃饭都喊不应。百科全书里关于生物体的部分也是被我翻得破烂。那时，像达尔文这样的科学家就是我的男神！
然而上了高中之后，生物对我的意义就变了。它变成了课本上密密麻麻的知识点，被反复背诵反复记忆，大量的题目也渐渐磨灭了我对它的热爱。说实话第一次听您的课，我感到有一丝失望。因为基因工程、蛋白质工程那一部分，是我在高中阶段烂熟于心的知识。ppt上的知识点，都是生物课本上被我拿记号笔重重圈上的句子。
但是随后我接触到了一些新的：生物技术与食品发酵的关系，与医学的关系，与环境治理等等等等，像是为我打开了新世界的大门！原来我只是受了应试教育的迫害，只顾写题从而忽略了生物的趣味性和大自然的神奇之处。那些奇妙的微生物，那些神奇的方法，竟有如此之功效！人类真的是极其具有智慧的生物，在千百万年的进化中对这个领域了解如此之深！
虽然我的专业不是生物，但总存在着像生物化学这样的交叉学科，也总存在着许多共同的研究领域。上过短短几节生物技术选修课，我不敢不负责任地说它给了我多么多么深刻的影响，但我能很负责任地说，它拓宽了我未来选择就业或者研究方向的视野。
二、现代生物技术目前的进展：
现代生物技术是以生命科学为基础,利用生物或生物组织 、细胞及其他组成部分的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,并与工程原理相结合,加工生产生物制品的综合性技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五个领域。
2 1
由于生物技术在农业、医药、食品、化工、环保和能源等方面的发展带来重大的变革 ,取得了很大的进展。全世界正在兴起生物技术研究的热潮 ,生物技术将成为 21世纪的主要技术。因为生物技术不只是把科学幻想变成了现实 ,而且对人类生活和产业的作用都将是全面的、跨领域的。有人估计 ,到 2000年 ,全球生物技术产业市场销售额可达 1000至 1500亿美元 ,日益发展的生物技术产业 ,将在世界经济的发展中产生不可估量的作用。
21世纪高科技发展的热点之一是现代生物技术中的基因工程。生物技术的核心是在分子或细胞水平上进行基因操作 ,克服自然界物种之间遗传物质不能转移交换的障碍 ,定向地改变生物的某些性状 ,因而可能大幅度提高农产品的产量和质量。基因工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景 ,将成为 21世纪的新兴产业。
基因工程药物使医药生产发生了巨大的变化 ,提高了产量 ,降低了成本 ,生产出传统方法无法生产的大量重组蛋白激素类药物 ,取得了巨大的经济效益。在预防医学方面 ,研制成功和开发出了亚单位疫苗、遗传重组疫苗、重组痘苗病毒疫苗、合成肽疫苗等新型疫苗 ,对预防医学的发展起了很大的作用。
转基因植物的研究在改良作物的品质 ,提高单产、抗病、抗虫、抗逆、抗除草剂、果实蔬菜保鲜等基因工程方面取得了一定进展。转基因动物的研究也取得了一定的进展。1991年将人乳铁蛋白基因转入牛乳腺中表达。1993年又将人的红细胞生长因子转入牛乳腺中特异表达 ,这种含有大量红细胞生长因子的牛奶 ,可以治疗严重的贫血症。
基因治疗将是 21世纪治疗领域的最大突破 ,基因治疗遗传病将要受到特别的重视。研究人员不仅能发现有缺陷的基因 ,还将开始掌握如何对基因诊断、修复、治疗和预防 ,这是生物技术发展的前沿 ,它的成果将对人类的健康和生活带来不可估量的利益。另一方面对疾病的治疗思路也开阔了 ,从单纯用药物发展到用基因工程技术或基因身作为治疗手段。
生物技术研究的另一个新动向分子进化工程的研究 ,它是继蛋白质工程之后的又一代基因工程。现在已应用这种方法 ,通过试管里的定向进化 ,获得了能抑制凝血酶活性的 DNA分子 ,这类 DNA具有抗凝血的作用 ,它有可能代替溶解血栓的蛋白质药物 ,来治疗心肌梗塞 ,脑血栓等疾病。
近年来在发达国家,酶工程加快了新酶源的开发,使功能性食品添加剂,如营养强化剂、低热量的甜味剂、食用纤维和脂肪替代品等得到迅速发展。目前,利用微生物发酵生产的食
3 1
品添加剂主要有维生素 C、维生素 B12 、维生素 B2 、甜味剂 、增香剂和色素等产品 。发酵工程生产的天然色素、天然新型香味剂正在逐步取代人工合成的色素和香精。
用基因工程成功开发能吞食有毒废弃物的细菌，是现代微生物技术处理有机工业废水的重大突破，达到了国际先进水平。用生物传感器监测水质效果显著，除能有效地对水污染进行监测外，还能探测更加广泛的污染物。
微生物治理环境污染最近大显神通。MicroBlaze是一种多种孢子形式微生物的混合体。它能吸收难以清除的污垢、脂肪和纤维素。它还可以作为气味控制剂，除去油污的怪味。在中国的应用前景非常广阔。如江湖污染、农药化肥渗漏等。生产实践还表明，这种含有微生物的水还可以帮助受污染的土壤恢复活力。
总之 ,“ 21世纪是生物技术的世纪”的提法 ,已为越来越多的人接受 ,现代生物技术在未来 21世纪 ,在解决人类面临的重大问题 ,诸如由于人口增多而造成的食品的匮乏 ,由于工业发展而造成的环境污染 ,以及困扰人类的重要疾病 ,艾滋病、癌症以及遗传病等方面将是大有作为的。
三、现代生物技术与化学学科的交叉
首先要说的当然就是生物化学学科啦。
化学与生物学两大学科之间在发展的历史长河中有着密切的联系,曾经多次发生重要的交叉和融合。第一次重大交叉与融合发生在19世纪初,当时有机化学家 Wohler在实验室人工合成了尿素,推倒了人们在生命体与非生命体之间存在壁垒的思维,揭示了生物体的反应同样是遵循物理和化学的规律,标志着生物化学这一交叉学科领域的诞生。
生命运动的基础是生物体内物质分子的化学运动 ,因而揭示生命运动的规律 ,必须以认识生命体内物质分子及其运动为前提 ,而化学正是用分子研究物质运动的科学。 而且生物体内物质的化学反应应具有温和、定向、高择型、高产率的特点 ,这正是化学家所期望的。对生物体内化学反应的认识和模拟 ,也为化学学科的发展提供了新的可能性。
近现代分析化学进步飞快，人们也在不断测定生物体内的微量元素，而且收获颇丰！科学家们在人体内发现了多种含量极低的无机元素,其中不少是金属元素,并且了解到生命活动在很大程度上要依赖金属离子的作用,探索生命现象不仅需要依靠有机化学,也需要借助于无机化学！他们需要了解元素特性，物质之间进行的化学反应的方程式，才能知道各
4 1
种元素的作用。与此相对的，化学家仔细研究的各种反应，有很大一部分就是为了弄清复杂的生物体，从而更好地促进人类发展。
具体应用：
化学的许多工业用途中所需的反应条件十分苛刻。但如果我们能用生物酶（例如链霉 菌的轻基化酶）来催化反应，条件将大大降低甚至常温常压就能得到所需各种产品！这能为世界节省多少燃料，减少多少污染物！现在有实际应用价值的生物催化技术有:①可溶的或固定化酶;②非代谢活性但仍能保持一项或更多适宜的酶活性的整体细胞催化剂;③用廉价的碳源作为微生物生长源或者氧化或减少等同物的来源,直接发酵以产生一个中间或最终产物等??
还有，以前农药采用化学品原料，副作用严重。而使用生物农药例如冈霉素。它无毒无害高效安全,而且又是目前最价廉的生物农药。例如，我国几乎所有的水稻田均要用井冈霉素来防治水稻的多发病——水稻纹枯病。
生物催化正成为一种重要的药物分子绿色合成技术。该技术满足绿色化学的 12 个原则, 对绿色化学的发展日趋重要。具体而言, 生物催化可通过催化高立体和高区域选择性反应来防止废物的产生, 利用水作为反应溶剂来防止或减少有害有机溶剂的应用 ,根据催化反应在常温常压进行的特性来设计高能效和安全的化学合成工艺, 充分利用可降解的可再生原料以提高原子经济效益。生物催化也可用于建立以天然产物为基础的药物绿色化学合成路线。
基于安全性、功能性和自然性的“绿色化妆品”的开发成为当前化妆品发展的一大趋势。生物技术以其自身的优势及强大的生命力自然介入到了化妆品工业的发展中。其应用 主要表现在3个方面:①新原料的筛选;②利用生物技术进行原料的生产;③以生物技术作 为化妆品评估的手段。
另外，生物领域中经常会有许多物质特别难于提炼，或者价格异常昂贵。而通过化学反应或有机合成来制造，将会省去不少麻烦事。我国化学的有机合成领域在21世纪也算进步飞快，相信不久的将来生物提取会更容易。我们大量使用的疫苗、血清等生物技术产物，也能通过化学家之手来大批量产生！
四、结语
5 1
现代生物技术选修课论文
