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发布时间:2017-11-11 编辑:qianlong

  生物技术

  一、生物技术的概念

  生物技术是以生命科学为基础,利用生物体系(包括机体、组织、细胞及组分)和工程原理为人类提供商品和社会服务的综合性技术。生物技术是在其他科学技术高度发展的基础上发展起来的综合性科学技术,它涉及遗传学、生物化学、细胞学、微生物学、化学工程、自动化技术等多门学科。

  二、生物技术主要内容

  (一)基因工程与人类基因组计划

  1.基因是由人体细胞核内的DNA(脱氧核糖核酸)组成的,变幻莫测的基因排序决定了人类的遗传变异特性。破解人类自身基因密码,以促进人类健康、预防疾病、延长寿命,其应用前景十分广阔。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后,将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。

  2.基因工程,20世纪50年代遗传物质DNA结构与功能的研究,使人类对生物的认识提高到了前所未有的高度。70年代在实验室首次实现了DNA的重组转移,基因工程从此诞生。

  3.人类基因组计划,一般是指1990年美国政府资助启动的研究人类基因组的计划。它被认为是生命科学研究领域中有史以来的第一个“大科学”项目,其意义和影响不亚于研究原子弹的“曼哈顿计划”和载人飞船登月的“阿波罗计划”。现在,世界各国都有各自的研究人类基因组的计划。

  (二)细胞工程与克隆技术

  1.细胞工程,是指在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的技术。细胞工程的优势在于避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作,只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中就能够形成杂交细胞,因而能够提高基因的转移效率。这种技术可以打破远缘生物间的杂交屏障,达到改良物种、创造新种的目的。

  2.克隆(Clone),本意是无性繁殖,它不靠性细胞而是靠生物的体细胞进行繁殖。

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  (三)发酵工程与绿色食品

  1.发酵工程,又称微生物工程,它是利用微生物的某种特定功能,通过现代化工程技术手段产生有用物质或直接地把微生物应用于工业生产的一种技术体系。发酵工程是生物技术实现工业化的基础。传统的发酵技术与现代生物工程中的基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程等相结合,进入到了具有高科技含量的微生物工程的阶段。微生物工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。

  2.绿色食品,是指经中国绿色食品发展中心认证、许可使用绿色食品标志的无污染、安全、优质、营养类食品,是保护环境、保护生态前提下的一种经济行为。在遵循自然界规律的同时,充分采取各种互不矛盾的措施,尽可能采用新成果、新技术和新方法。微生物工程(发酵工程)就是绿色食品生产中应该采用的高新生物技术,是21世纪生产绿色食品的重要手段之一。通过培养出多种多样的有效微生物群落,形成一个复杂而稳定的微生物系统,发挥出多种功能,如,实现无农药化肥农业、不使用除草剂的除草对策,从而发展保护环境的农业,并能够真正地提高农产品质量,确保经济效益。

  (四)酶工程

  1.酶,是生物体进行新陈代谢、物质合成必不可少的生物催化剂,它的催化作用特点是特异性高,某种酶专门催化某一反应;所需的反应条件温和,一般是常温常压。

  2.酶工程,就是利用酶、细胞或细胞器等具有的某些特异催化功能,借助工艺学手段和生物反应装置,生产人类所需要的产品。它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一项高新技术。

  (五)蛋白质工程

  蛋白质工程,是第二代的基因工程,主要包括通过基因工程技术了解蛋白质的DNA编码序列、蛋白质的分离纯化、蛋白质的序列分析和结构功能分析、蛋白质结晶和蛋白质的力学分析、蛋白质的DNA突变改造等过程。蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能找到了新途径,推动了蛋白质和酶的研究。1953年,英国生物化学家桑格破译出由17种51个氨基酸组成的两条多肽链牛胰岛素的全部结构,这是人类第一次搞清一种重要蛋白质分子的详细结构。1965年,我国科学家首次人工合成了牛胰岛素。1983年,“蛋白质工程”的概念被正式提出。从此,蛋白质工程进入了蓬勃发展的阶段。

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  信息技术

  信息技术是指信息的获取、传递、处理等技术。它以微电子技术为基础,包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术等。

  一、通信技术与3G时代

  (一)通信技术概况

  通信技术是指在通信过程中的信息存储、转换和传递技术。通信按照其业务可分为电报、电话、传真、数据通信等。按照其传输介质可分为无线通信和有线通信两大类。有线通信包括电话、电缆通信、光纤通信等,无线通信则包括微波通信、卫星通信等。

  1.微波通信

  微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波,波长通常为1m~1mm。在微波频段,由于波长长,电波的绕射能力弱,所以信号的传输主要是利用微波在视线距离内的直线传播,又称视距传播。这种传播方式,虽然与短波相比,具有传播较稳定,受外界干扰小等优点,但在电波的传播过程中,却难免受到地形、地物及气候状况的影响而引起反射、折射、散射和吸收现象,产生传播衰落和传播失真。

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  2.卫星通信

  卫星通信方面,从1945年英国科学家克拉克提出“三颗对地球同步的卫星可覆盖全球”的设想,到卫星通信真正成为现实,经历了20年左右的时间。1957年10月4日前苏联成功发射的世界上第一颗距地球高度约1600km的人造地球卫星,实现了对地球的通信,这是卫星通信历史上一个重要里程碑;1965年4月6日发射的“展鸟”号静止卫星标志着卫星通信真正进入了实际商用阶段。

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