生物技术论文

作者：逯世杰

学院：材料学院

专业班级：材控2班 学号：20123559

摘要：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。而材料成形及控制工程专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产品制造为目的的工科专业。本文主要从生物技术、材料成型与控制工程的概念，以及它们在实际生产过程中的几个重要的应用入手，进行简单的介绍分析，加以对二者发展前景的展望，并从实际引例出发介绍这两个专业技术的联系与内在的不可分割的关系。 关键词：生物技术：

材料成型与控制：铸 锻 焊 新材料 二者的关系

1生物技术的简单认识

1.1生物技术简介

生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。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，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。生物技术的显著应用不仅在健康行业，生物技术在其它产业中的研发投入也十分突出。依靠生物技术，农业上用更少的土地生产更多的健康食品；制造业可以减少环境污染、节省能耗；工业可以利用再生资源生产原料，以保护环境。在21世纪的第一年，科学家们完成了人类基因的测序。这一成就对生物技术产业发展影响将是难以估量的。在探索人类基因的奥秘过程，发现一些新的药物，成为生物技术关注的热点。

1.2现代生物技术的特点 高智力：具有创造性和突破性；

高投入：前期研究及开发需要大量的资金投入； 高竞争：时效几种现代生物技术简介

2几种现代生物技术简介

1.基因工程

1．1基因工程，又名DNA重组技术、基因克隆或分子克隆，是应用一系列分子生物学实验方法，在体外获得感兴趣的基因片段，并将其连接到可在细胞内独立复制和表达的载体上，再导入到细胞内，使其得到扩增与表达，以达到无性繁殖特定基因片段或定向改变生物体性状的目的。 1.2基因工程的基本步骤

1.2．1获得目的基因 目的基因可以从以下几个途径获得： （1）、限制性内切酶酶切产生待克隆的DNA片段 （2）、人工合成DNA （3）、反转录酶酶促合成法

（4）、聚合酶链式反应扩增待定的基因片段

1.2．2 DNA分子的体外重组 体外重组连接的常用方法有： （1）、黏性末端连接法 （2）、平齐末端连接法

1.3基因工程在不同领域的应用

①农业方面：用基因工程的方法培育高抗病性，抗倒伏，抗盐，抗寒农作物。利用基因工程手段生产的工程菌农药，可以实现高效，低毒，低残留杀灭病害虫。利用同位素育种和常规育种相结合，筛选高产，抗病抗逆境等优良性状的农作物。 ②工业方面：基因工程手段生产纤维素酶制剂，可以大大提高衣物洗涤效率。提高啤酒原料大麦芽的纤维素转化效率，使啤酒品质更好；提高橄榄油榨出率和纯度；提高家畜对饲料的消化利用率，家畜生长更快，并且避免一些由于饲料消化不良引起的疾病；利用纤维素酶制剂可以对服装行业生产的衣物布料实现生物打磨和生物抛光，去除布料微小的纤维碎屑。利用基因工程手段生产的溶菌酶杀菌剂，有替代抗生素治疗奶牛乳房炎的前景，有高效安全，不易产生抗药性的特点。 ③军事方面：除了生产和防御生化武器之外，还有筛选能富集放射性元素的微生物，吸收核辐射地区的放射性元素，加快战争灾害地区的净化。利用某些特殊微生物的特性，吸附于地雷等爆炸物周围并释放荧光或者其他易检测到的信号，可以辅助排除地雷，增加排雷效率，减少工兵伤亡。

④医学方面：利用生物工程手段，用大肠杆菌表达系统，酵母表达系统和真核细胞表达系统生产疫苗和蛋白质药品。扩大了产量，降低了成本。

2、克隆技术

2.1 克隆技术也称无性繁殖技术，只需从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎植入雌性动物体内,就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。 2.1.1克隆技术的应用

2.1．2 克隆技术与濒危动物的保护 目前，应用克隆技术已经成功“复制”出数十种动物，其中除了研究目的外，人们寄予希望能够用现代生物科技保护濒危物种。克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。

2.1．3 克隆技术与医学 就科学技术而言，器官移植中的排斥应仍是最头痛的事，如果能克隆人体器官作移植之用，则绝没有免疫排斥之虑，因为二者基因相同，组织也相配。另外，将定向分化后的细胞移植给患者，可给患有不治之症的千百万患者带来希望。 3植物组织培养技术 3.1植物组织培养的概念

高等植物的组织培养（tissue culture）技术是指分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在下培养的技术。通常我们所说的广义的组织培养，是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体explant)，接种到培养基上，在人工控制的条件进行培养，使其生成完整的植株。 3.11植物组织培养的生理依据

细胞全能性(cell totipotency)：植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能力。 3.2植物组织培养的一般应用

3.2.1用植物组织培养的方法进行快速繁殖(rapidpropagation)是生产上最有潜力的应用，包括花卉观赏植物、蔬菜、果树、大田作物及其他经济作物。快繁技术不受季节等条件的限制，生长周期短，而且能使不能或很难繁殖的植物进行增殖。

3．2.2单倍体育种 花药、花粉的培养在苹果、柑橘、葡萄、草莓、石刁柏、甜椒、甘蓝、天竺葵等约20种园艺植物得到了单倍体植株。在常规育种中为得到纯系材料要经过多代自交，而单倍体育种，经染色体加倍后可以迅速获得纯合的二倍体，大大缩短了育种的世代和年限。

3.2.3种质保存 用植物组织培养技术保存种质具有以下优点：

（1）在较小的空间内可以保存大量的种质资源。 （2）具有较高的繁殖系数。

（3）避免外界不利气候及其他栽培因素的影响，可常年进行保存。 （4）不受昆虫、病毒和其他病原体的影响。 （5）有利于国际间的种质交换与交流。 3.3生物技术的前景展望 生物技术、信息技术和新材料是当代高科技的核心也是当代世界各国研究和发展的热点和重点。其中生物技术的影响尤为广泛几乎涉及所有的经济和科技领域。它被广泛应用于农业、食品、医学、工业、环保等领域被视为人类解决诸多发展问题的重要手段。材料成型与控制工程

4.1材料成型与控制专业简介

材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题 4.2主要模块

1) 焊接成型及控制 2) 铸造成型及控制 3) 压力加工及控制 4) 模具设计与制造

5) 新型高分子材料的研制 4.3前景展望

1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向 2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式 3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位 5论生物技术与材料工程专业的关系

5.1交叉性

生物技术专业与材料成型与控制专业有很大的交叉性，像生物技术在研究高分子材料的新技术方面的应用就很好地证明了这一点，因为材料成型与控制工程专业在探索材料的性质，新型材料的研发与应用方面也有很广泛的应用。举个简单的例子，像生物技术在医学方面的应用，制造人造骨、假牙齿等都要应用各种各样的具有特殊性质的新材料，于是就涉及到对新材料的设计与研发，在这个方面两个专业就很好的交叉了。 5.1.1相辅相成性

众所周知，随着科技的不断发展，现代生物技术发展迅速，应用范围不断扩大，在农业、工业、畜牧业、医学等方面都得到了广泛的应用，极大的推动了社会的步与人类的文明进程发展，但是在其中发挥了不可忽视作用就我们材料成型与控制工程专业，因为它每一项新技术的应用都要用到器械和工具，而我们材料成型

与控制工程专业就是做这方面的共同做的，所以说我们专业对生物技术的应用与发展起到了极大的推动作用。 5．1.2紧密结合共同发展

材料成型与控制工程专业为生物技术的发展提供了最最基本的东西----材料与器械设备，保证了生物技术应用与实际生产中一个基本条件，有利于生物技术的应用与快速发展；然而，反过来正是生物技术应用时对材料器械等设备的极大需求，无形中带动了材料成型与控制工程专业所制造产品的销售市场的不断扩大，正这种对产品的需求，又材料成型与控制工程专业的发展起到了一定的推动作用。可见如果二者能更紧密的加强联系与合作，必能促进二者的共同发展，达到合作双赢的局面。