与生物学有关的职业　生物技术产业的研发人员 (4)

1、生物技术产业的研发人员 基因工程技术的飞速发展和广泛应用，使许多与之相关的产业正在悄然发生改变，将基因工程技术与传统产业的结合，催生了一种新兴产业的产生-生物技术产业。相关产业制药工业食品工业农 业其他产业相关产业-研究人员制药工业-生物医学工程师食品工业-转基因食品开发、生产、销售农 业-“生物工学农夫”、现代农业生产基地其他产业你做好准备了吗？ 生物技术产业人员一般都具有较高的学历，掌握生命科学和生物工程技术的基本知识和操作技能，具有较强的实践能力和创新能力。这些新兴职业虽然现在还难以给出准确的名称，却已经显示它的魅力和前景。像信息技术革命的突飞猛进一样，新的生物技术产业群体正等待着聪明的

2、你去开拓。生物医学工程-主要解决生物和医学问题生物医学工程师为工程公司、医院、医疗供应公司和医学技术公司工作。生物医学工程师的一般职责包括设计评估设备和程序、进行调查研究、评估治疗技术。许多生物医学工程师可专门研究相关行业，如医学成像和生物材料。这个有些人会去致力于研究，主要在研究机构或高校工作，工作环境比较稳定，还会定期参加一些国际会议，科研机构还会定期组织赴国外学习等；另一些注重实际应用的工工程师主要在生物类，医药类等公司从事研发类或检测类工作转基因食品-通过基因工程技术得到相应的转基因生物。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。转基因食品来源的不同-植物性转基因食品，动物性转基

3、因食品和微生物性转基因食品相关人员-微生物分子遗传学，植物细胞分子遗传学，遗传工程学等相关专业人员。改善生态环境、加速农业产业化与现代化进程，最终要依靠农业科技的进步与创新。现代农业园区作为农业技术组装集成、科技成果转化及现代农业生产的示范载体，是我国新阶段推进新的农业革命，实现传统农业向现代农业转变的必然选择。“生物工学农夫”-在日本，种植业和养殖业的从业人员中的高新技术从业者。现代农业生产基地-以科技开发、示范、辐射和推广为主要内容，打破形式上单一的工厂化、大棚栽培模式，围绕农业科技在不同生产主体间能发挥作用的各种形式，以及围绕主导产业、优势区域促进农民增收，改善生态环境、加速农业产业化与

4、现代化进程，最终要依靠农业科技的进步与创新。现代农业园区是我国新阶段推进新的农业革命，实现传统农业向现代农业转变的必然选择。改善生态环境、加速农业产业化与现代化进程，最终要依靠农业科技的进步与创新。现代农业园区作为农业技术组装集成、科技成果转化及现代农业生产的示范载体，是我国新阶段推进新的农业革命，实现传统农业向现代农业转变的必然选择。生物制药概述Overview of biopharmaceuticals定 义 生物制药是把生物体内的具有生物活性的基本物质，保持原来的结构和功能，又能在含有多种物质的液相或固相中较高纯度的分离出来。它是一项严格、细致、复杂的工艺过程，涉及物理、化学、生物学、工

5、程等方面的知识和操作技术。 对于一个新研制的生物药物，从查阅文献开始，到探索实验、条件考察（记录客观），还要总结制定工艺规程、制定分析鉴定方法，再进行中试放大，全面考察工艺是否成熟，是否稳定等过程。 生物制药工程人员专业培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力，能在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。 生物制药工程要求其工程人员综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的

6、有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物制药原料 以天然的生物材料为主，包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等。随着生物技术的发展，有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源。如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。生物药物主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等，对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。生产过程上游构建（基因工程）发酵生产（发酵工程）纯化制备 经典案例：RHUIL2：重组人白细胞介素构建过程示意图从细胞中分离出目的DN

7、A培养宿主细胞克隆大量基因2. 六个阶段1）原料的选择和预处理2）原料的粉碎3）提取：从原料中经溶剂分离有效成分，制成粗品的工过程。4）纯化：粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、透析、超离心、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。5）浓缩、干燥及保存6）制剂：原料药（精制品）经精细加工制成片剂、针剂、冻干剂、粉剂等供临床应用的各种剂型。 生物制药产业作为21世纪最具希望和发展潜力的新兴高技术产业，不仅对国民经济的发展产生巨大的拉动作用，并且为人类的疾病防治带来更多、更安全、更有效、甚至难以替代的手段。 “珍惜生命和关注健康”是人类永恒的主题，因此生物制药产业将永远是“朝阳产业”。 趋势与展

8、望 我国已批准生产的生物技术药物和疫苗 名称 作 用rhu IFN1b (外用) 病毒性角膜炎rhu IFN1b 乙肝、丙肝rhu IFN2a 乙肝、丙肝、疱疹等rhu IFN2a (酵母) 乙肝、丙肝rhu IFN2b 乙肝、丙肝白血病等rhu IFN2a (栓剂) 妇科病rhu IFN2b (凝胶剂) 疱疹等rhu IFN 类风湿rhu EGF(外用) 烧伤、创伤EGF 衍生物 烧伤、创伤rhu IL2 癌症辅助治疗rhu IL2 125Ser 癌症辅助治疗 rhu GCSF 刺激产生白细胞rhu GMCSF 刺激产生白细胞、骨髓移植rhu EPO 产生红细胞rhu GH 矮小病bFGF(

9、外用) 创伤、烧伤RSK 溶血栓(心梗) 抗IL28 单 抗乳膏剂 银屑病人胰岛素 糖尿病乙肝疫苗 预防乙肝痢疾疫苗 预防痢疾生物工程制药的困难1、技术尚不成熟2、制药成本高3、部分药物的生产、实验涉及道德伦理问题4、少数药物安全性尚未得到考证基因工程在制药领域应用和相关技术人员许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。基因工程药品的生产：基因工程胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但

10、解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素-2b（安达芬） 是中国第一个全国产化基因工程人干扰素-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。基因工程干扰素干扰素 (IFN)是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制病毒的复制。人们最初想到的是，通过血液制取干扰素。19

11、80年，终于实现了干扰素的批量生产，这是美国科学家的杰作，他们利用DNA重组技术构建了生产干扰素的基因工程。经过试验明，这样制得的干扰素对乙型肝炎、狂犬病、呼吸道发炎、脑炎等多种传染病的病毒都有一定疗效。干扰素能减缓癌细胞的生长，是很有希望的防癌治癌药物，具有非常诱人的前景。关于相关技术人员就业情况关于相关技术人员就业情况该专业学生应掌握生物化学、生化分离分析技术、生物技术及工业药剂学等方面的基本理论知识和专业技能，受到生物制药研究和生产技术的基本训练，具有对药品的新资源、新产品、新工艺进行研究、开发和设计的初步能力。1.掌握化学制药、生物制药、药物制剂技术与工程的基本理论和基本知识;2.掌握

12、药物生产装置工艺与设备设计方法;3.具有对药品的新资源、新产品与新工艺进行研究、开发和设计的初步能力; 生物技术与农业 植物生物技术 了解现代生物技术在农业生产中的广泛运用。认识生物技术在培育高产、抗病、抗逆植物新品系等领域的应用。26杂交制种(三系法)(雄性)不育系杂交种子恢复系保持系不育系实例如1972年育成的红莲型不育系就是利用海南红芒野生稻与莲塘早远缘杂交育成的。中国水稻所利用巴斯马提品种进行胚根组织培养，然后将愈伤组织进行辐射，从而选育出巴斯马提雄性不育系。19841988年间凌定厚以IR24、IR36、IR54等9个品种，通过种子、幼穗离体培养，筛选到不育突变体48个。匈牙利国家自

13、然科学院Menczel等(1982)以链霉素抗性基因作标记在烟草品种间进行原生质体融合，实现了细胞质雄性不育基因的转移*相关科研人员 袁隆平袁隆平是杂交水稻研究领域的开创者和带头人，致力于杂交水稻的研究，先后成功研发出“三系法”杂交 水稻、“两系法”杂交水稻、超级杂交稻一期、二期*“杂交水稻之父”袁隆平及其团队培育的超级杂交稻品种“湘两优900（超优千号）”又创亩产纪录，经第三方专家测产，该品种的水稻在试验田内亩产1149.02公斤。海水稻（海稻）：是耐盐碱水稻的的形象化称呼，是在海边滩涂等盐碱地生长的特殊水稻。“海水稻”的灌溉用水可以使用半咸水，能够节约淡水资源；由于盐碱地中微量元素较高，因

14、此“海水稻”矿物质含量也比普通稻要高；“海水稻”在条件恶劣的盐碱地生长，很少会患普通水稻常见的病虫害，基本不需要农药，是天然的绿色有机食品。除此而外，“海水稻”的另一个重要意义还在于，它的推广种植有望改良盐碱地，使之逐渐变成良田。*30二、植物抗逆性研究 不利的环境条件-植物消亡。许多品系遗传变异-适应恶劣条件，抗逆性：抗寒、抗冻、抗盐、抗虫害、抗病毒、抗真菌等。*31一. 培育抗除草剂作物 *32 抗EPSP抑制剂基因 草甘膦(glyphosate)是一种广谱除草剂,它具有无毒、易分解，无残留和不污染环境等特点，目前已从细菌中分离出一个突变株，它含有抗草甘膦的EPSP合成酶突变基因。把抗草甘

15、膦基因引入植物，可使这种基因工程作物获得抗草甘膦的能力。此时若用草甘膦除草，则可选择性地除掉杂草，而这种作物因不受损害而生长。*33 转抗EPSP抑制剂基因的棉白杨对草甘膦具有耐受性*34 转Bt毒蛋白基因作物 苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis， Bt）是一种来源于土壤的微生物，具有高度的杀虫活性，被作为生物农药商品化应用。Bt之所以能杀虫，是因为其芽孢形成过程中可产生一种杀虫结晶蛋白（ICP）。这种毒蛋白对鳞翅目昆虫有特异的毒性作用。它在昆虫消化道内的碱性条件下，裂解成为活性多肽并造成昆虫消化道损伤，最终可使昆虫死亡，而对其他生物则无害。*35棉花害虫棉铃虫是主要害虫

16、棉蚜虫盲蝽蟓*36 转Bt 基因的玉米受害虫和穗腐病的危害较轻 转Bt基因的抗虫油菜*37转Bt基因的抗虫棉与马铃薯食品工业及与基因工程结合的应用研究人员的从业要求与能力素养主要人物及相关成就尾声01.02.03.04.食品工业及与基因工程结合的应用01Introduction40研究人员的从业要求与能力素养02Profession42主要人物及相关成就0344尾声04467/25/2022基因工程在食品产业中的应用及相关科研人员Group 67/25/2022 现代基因工程的创始人P伯格在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内

17、，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。 1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功.7/25/2022基因工程有哪些方面的应用呢？制药工业农业工业食品工业改变花色的转基因矮牵牛花转 基 因 甜 椒转基因草在穴盆中生长良好 . 转 基 因 西 红 柿1.用于提高动物生长速度插入外源生长素基因2.用于改善畜产品的

18、品质3.用转基因的动物生产药物4.用转基因的动物作器官移植的供体供体动物：猪存在的难题：免疫排斥解决方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 转基因酵母菌可以使啤酒更具风味，减少成本，缩短发酵时间。 中国转基因研究以华中农业大学、中国农科院、中科院等研究机构为主，以张启发、范云六、陈章良、贾士荣、黄季焜等科学家为代表。 2009年11月27日，在批准了转基因棉花、番茄、甜椒等作物种植后，农业部批准了两种转基因水稻、一种转基因玉米的安全证书，这也让我国成为世界上第一个批准主粮可进行转基因种植的

19、国家。其中两种转基因水稻品种是由华中农业大学张启发院士等科研人员培育而成，是高抗鳞翅目害虫转基因水稻品系。 “张启发，男，博士，作物遗传育种和植物分子生物学家，中国科学院院士，第三世界科学院院士。1985年美国加利福尼亚大学戴维斯分校获得遗传学博士学位，其后于该校从事博士后研究一年。兼任亚洲水稻生物技术合作网络指导委员会主席。” 其实准确地说，张院士不仅是华中农大打造出来的院士，更是世界银行、洛克菲勒基金会等国际组织、基金会打造出来的。更进一步说，张院士更可能是洛克菲勒基金会的推行转基因革命的急先锋。中国转基因研究的关键性人物袁隆平东方魔稻那么转基因食品是好是坏呢？ 1.基因技术采用耐抗菌素基

20、因来标识转基因化的农作物，在基因食物进入人体后可能会影响抗生素对人体的药效，作物中的突变基因可能会导致新的疾病； 2.转基因技术中的蛋白质转移可能会引起人体对原本不过敏的食物产生过敏，分割重组后的新的蛋白质性状是否完全符合我们设想的需求有待考证； 3.基因的人工提炼和添加，有可能增加和积聚食物中原有的微量毒素，不可预见的生物突变.甚至会使原来的毒素水平提高，或产生新的毒素； 4.对于生态系统而言，转基因食品是对特定物种进行干预，人为使之在生存环境中获得竞争优势，这必将使自然生存法则时效性破坏，引起生态平衡的变化，且基因化的生物、细菌、病毒等进入环境，保存或恢复是不可能的，其较化学或核污染严重，

21、危害更是不可逆转。有点吓人上一页的资料还是不确定的，只是人想象来的。不用惊慌，我们再来看看转基因食品的好处第一.解决粮食短缺问题，这是转基因当初研制的基础想法，也是转基因的最大优势，转基因是取优秀基因进行优化的。第二.减少农药使用，避免环境污染，转基因食品取了其他基因的优点，这样可以减少农药的使用，从一定程度上避免了污染环境。第三.节省生产成本，降低食物售价， 转基因食品因为成本低，所以它的售价也相对要低，这是人吗最看重的优点之一。第四.增加食物营养，提高附加价值，增加附加值是转基因食品的特点，可以很大程度的提高食品营养。第五.增加食物种类，提升食物品质，转基因从一定程度上，是在创造一种新的物

22、种，自然也就能增加食物种类。第六.从某一方面对健康有保障。比如说，抗虫的转基因玉米不会被虫咬，这就减少了微生物侵害的几率，对我们的健康是一个保障。7/25/2022理性看待转基因技术 1. 转基因技术是中性的，本身不存在利弊问题。安全不安全是相对的概念。自然界中也是存在的。有害证据3例，只占1%。 2. 不能因噎废食，加强对生物技术的宣传和解释。增加科学研究的透明度，让公众了解，消除误会和担忧。3. 制订转基因食品安全性评价条例，加强对转基因食品的研究、生产、加工等各个环节的监督和管理。4. 尊重消费者的知情权原则，对转基因食品销售加施标识我国对转基因食品的对策 1993年12月24日，国家科

23、委颁布实施了基因 工程安全管理办法 1996年7月10日，国家农业部颁布实施了农业 生物基因工程安全管理实施办法 2001年6月6日国务院颁布了农业转基因生物安 全管理条例 2002年4月8日国家卫生部颁布了转基因食品 卫生管理办法 美军应用生物技术开发类“蜘蛛侠”战斗服 士兵成超人你看过电影蜘蛛侠吗?主人公彼得被一只经过基因实验改造的蜘蛛咬伤后，拥有了不可思议的超人力量。身穿蜘蛛服的彼得，靠一根蛛丝，在摩天大楼的墙壁上疾速飞驰，为了保护城市的安全与“绿恶魔”殊死搏斗，最终成为超级英雄。 这种科幻技术目前正在被美军一步步变成现实。 科学家们利用先进的生物技术，开发这种战斗服，他们通过喂养经过基

24、因工程改造的山羊，从山羊产出的奶中提取出一种蜘蛛丝蛋白，再利用蛋白中的纤维制成丝。 这种蜘蛛丝的强度非常高，是钢的5倍，每平方英尺均可抵抗强力冲击，所以又叫生物钢。目前，美军装备物资司令部已经派出一个研究小组加入该实验室的工作，以便加速生产这种蜘蛛丝。相信不久的将来，美军的士兵们将会穿着“蜘蛛丝”制成的战斗服参加战斗，这种战斗服既轻便又灵活，还能防弹呢。 另外，还有一种强力外甲飞 行服，这种飞行服有两个强 有力的螺旋桨，可以说是一 种穿在人身上的“直升机”。 在它的帮助下，美军士兵们 能够像真正的“蜘蛛侠”一样， 在战场上飞来飞去。成为真 正的具有超能力的“战场超人”了！ SPIDER MAN

25、 仿生材料与系统。大自然中 的生物在“物竞天择、适者生存”的进化规律下，展现出非凡的创造力，并因此在一定程度上成为科学家们进行技术创新研制的“灵感来源”。在军事领域，仿生主要指的是从生命体的智能现象中汲取灵感，揭示出自然现象中的规律，进而为军事技术的创新研制提供基础。DARPA在仿生材料与系统领域的创新计划主要有：仿生光子学计划、纳米飞行器计划、Z-战警计划等。以Z-man计划为例，它根据仿生学原理，使士兵在不借助任何梯子、助绳之类爬行工具的条件下，就能够攀爬上垂直的高墙，从而提高了作战的机动性与装备的防护能力。从DARPA的创新计划来看，仿生材料与系统已逐步多样化与智能化，并已展现出许多实质性的进展。 自愈力自愈自愈是一种稳定和平衡的自我恢复调节机制，抑制自毁或者说抑制事物的衰减即自愈。自愈并无是万能的，每个人体质不同自愈能力也不同，它们是