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合成生物學如何找課題

發布時間:2022-06-15 03:03:14

⑴ 有懂生物學特別是合成生物學的大神嗎

合成生物學是生物科學在二十一世紀剛剛出現的一個分支學科,近年來合成生物物質的研究進展很快。與傳統生物學通過解剖生命體以研究其內在構造的辦法不同,合成生物學的研究方向完全是相反的,它是從最基本的要素開始一步步建立零部件。與基因工程把一個物種的基因延續、改變並轉移至另一物種的作法不同,合成生物學的目的在於建立人工生物系統(artificial biosystem),讓它們像電路一樣運行。合成生物學(synthetic biology),最初由Hobom B.於1980年提出來表述基因重組技術,隨著分子系統生物學的發展,2000年E. Kool在美國化學年會上重新提出來,2003年國際上定義為基於系統生物學的遺傳工程和工程方法的人工生物系統研究,從基因片段、DNA分子、基因調控網路與信號傳導路徑到細胞的人工設計與合成,類似於現代集成型建築工程,將工程學原理與方法應用於遺傳工程與細胞工程等生物技術領域,合成生物學、計算生物學與化學生物學一同構成系統生物技術的方法基礎。

⑵ 合成生物學最好的資訊來源上哪獲取

「合成生物學是21世紀初新興的生物學研究領域,是在闡明並模擬生物合成的基本規律之上,達到人工設計並構建新的、具有特定生理功能的生物系統,從而建立葯物、功能材料或能源替代品等的生物製造途徑,我國必須重視和加強這一領域的研究與開發。」近日,在以「合成生物學基礎前沿問題」為主題的第144期東方科技論壇上,來自全國各地60多位兩院院士和專家學者發出呼籲。中國大會執行主席鄧子新院士認為:「在合成生物學在全世界蓬勃發展的歷史性機遇面前,探討在我國開展合成生物學的研究對象與最佳切入點,發展和建立合成生物學新理論、新方法及相應的技術支撐體系,這對提升我國現代化生物技術水平、搶占合成生物學研究制高點有極大的意義。」與會專家結合國際合成生物學發展動態及我國相關領域的研究基礎,探討我國開展合成生物學的可行性、現階段的主要目標和任務,就合成生物學中核心元件(如基因線路、酶、代謝途徑等)的標准化以及合理組裝方式,建立具有可預測性和調控性的代謝途徑,構建具有特定功能的新生物體等進行了深入研討。自2000年《自然》(Nature)雜志報道了人工合成基因線路研究成果以來,合成生物學研究在全世界范圍引起了廣泛的關注與重視,被公認為在醫學、制葯、化工、能源、材料、農業等領域都有廣闊的應用前景。國際上的合成生物學研究發展飛速,在短短幾年內就已經設計了多種基因控制模塊,包括開關、脈沖發生器、振盪器等,可以有效調節基因表達、蛋白質功能、細胞代謝或細胞間相互作用。2003年在美國麻省理工學院成立了標准生物部件登記處,目前已經收集了大約3200個BioBrick標准化生物學部件,供全世界科學家索取,以便在現有部件的基礎上組裝具有更復雜功能的生物系統。中國大會執行主席楊勝利院士在報告中指出,2006年以來,合成生物學發展又進入了新階段,研究主流從單一生物部件的設計,快速發展到對多種基本部件和模塊進行整合。通過設計多部件之間的協調運作建立復雜的系統,並對代謝網路流量進行精細調控,從而構建人工細胞行為來實現葯物、功能材料與能源替代品的大規模生產。2008年,美國Smith等人報道了世界上第一個完全由人工化學合成、組裝的細菌基因組。今年8月份,他們又成功地將該基因組轉入到Mycoplasmagenitalium宿主細胞中,獲得了具有生存能力的新菌株。該研究使人工合成生命這一合成生物學終極目標取得了歷史性突破,為創造可用於生產葯物、生物燃料、清理毒性廢物等方面的人工基因組奠定了基礎。與國際上合成生物學的飛速發展相比,中國在此領域的研究還處於起步階段。在國際上有影響的相關重大成果仍不多見。但是,我國在合成生物學所需的相關支撐技術研究方面並不落後於國際主流水平,如大規模測序、代謝工程技術、微生物學、酶學、生物信息學等方面均有良好的基礎。如何對現有研究力量進行整合,充分發揮在相關領域已有的良好研究基礎,從醫葯、能源和環境等產業重大產品入手,抓住合成生物學的核心科學問題,創建可控合成、功能導向的新代謝網路和新生物體,引領中國合成生物學的原創研究和自主創新,是目前亟待解決的問題。」中國大會執行主席趙國屏院士在以《合成生物學——從科學內涵到工程實踐》為題的報告中提出,合成生物學是繼系統生物學之後,生物學研究思想在從「分析」趨於「綜合」、從「局部」走向「整體」的認識基礎上,上升至復雜生命體系「合成、構建」的更高層次;也是繼以「原位改造與優化」為目的的基因工程技術和以「數據獲取與分析」為基礎的基因組技術之後,生物技術上升至以工程化「模型設計與模塊製造」為導向的更高台階。利用合成生物學實現『人造生命』,是通過學科交叉,進一步發展系統生物學的一次科學思維革命,將為生物學基礎研究提供嶄新的思想武器。利用合成生物學方法和理論,對生命過程或生物體進行有目標的設計、改造乃至重新合成,創造解決生物醫葯、環境能源、生物材料等問題的微生物、細胞和蛋白(酶)等新「生命」,可能帶來新一輪技術革命的浪潮,對於解決與國計民生相關的重大生物技術問題有著長遠的戰略意義和現實的策略意義。「它有助於人類應對社會發展中面臨的嚴峻挑戰,從而從根本上改變經濟發展模式,在帶來巨大社會財富的同時,促進社會的穩定、和諧發展。中國科學院微生物所研究員馬延和、清華大學教授林章凜、南開大學教授王磊、山東大學教授祁慶生和復旦大學/西藏大學教授鍾揚等專家建議,針對我國在能源、環境、健康等方面的需求與挑戰,要聚焦若乾重要的生物學體系,實施面向生物醫葯、生物能源和生物基產品等重要生物產品的合成生物學理論與技術的基礎研究,設計並合成相關的細胞工廠和分子機器。「在具體實施中,一方面要建立合成生物學工程技術平台和研究實驗體系,實現關鍵工程科學問題的重大突破,另一方面要揭示細胞工廠和分子機器的運行機理和構造原理,實現優化設計,提高元件、網路的合成能力和調控能力,盡早拿出實在的成果來。」

⑶ 關於生物的研究性學習課題有什麼

關於生物的研究性學習課題有:
飲食與健康
生物鍾
睡眠時間與學習效率

生物鍾又稱生理鍾。它是生物體內的一種無形的「時鍾」,實際上是生物體生命活動的內在節律性,它是由生物體內的時間結構序所決定。通過研究生物鍾,目前已產生了時辰生物學、時辰葯理學和時辰治療學等新學科。可見,研究生物鍾,在醫學上有著重要的意義,並對生物學的基礎理論研究起著促進作用。

⑷ 合成生物學的定義及運用合成生物學獲得哪些目標

合成生物學與代謝工程隨著DNA重組技術的日趨成熟,代謝工程的理論和應用已經得到了迅速發展。合成生物學是近年來蓬勃發展的一門新興學科,在許多領域都具有重要的應用。以下從改造細胞代謝的關鍵因子、代謝途徑的調節和宿主細胞與代謝途徑構建的關系等方面詳細討論了合成生物學的最新進展和合成生物學在代謝工程領域的應用。

⑸ 生物學研究熱門研究性課題!

1對生物科學技術發展的報道的資料 2觀察生長素或生長素類似物對植物生長發育的影響 3觀察被子植物的花粉管 4調查人群的遺傳病 5收集並交流我國自然保護區 6調查環境污染對生物的影響 這是比較過時的課題。
我建議做組織培養,植物光合作用,人工誘變(葯品比較危險)。

⑹ 求生物論文研究課題

在高中生物第四章《植物生命活動的調節》中,以頂端優勢為例,說明植物激素之一生長素對植物生長的促進作用,與其濃度的高低有一定關系,並以棉花摘心和果樹修剪為例,略述它在生產實踐上的應用價值,恰當地聯系了實際,激發了學習興趣,容易為學生理解。但是,要真正掌握和運用這一原理,為「科技興農」服務,還須擴大視野,反復實踐,不斷總結提高。現將我如何結合教學,培養學生動手能力,探索「科技興農」的做法略述於下。

1指導葡萄修剪栽培
葡萄是一條見效快的致富門路,但它的技術性較強,主要是修剪和病蟲害防治。葡萄的修剪主要是冬夏兩季。我校是農村中學,冬季(12月至翌年1月)要帶同學到毗鄰的專業戶葡萄園中學習冬剪技術。而葡萄的夏季修剪,則更為繁重而嚴格,項目也較多,摘心剪梢就是其中重要的一項。在結果枝蔓始花時(一般在5月下旬~6月初),帶同學到園中實習,在花序以上留4~7葉,將新梢頂端摘去(一般長3~5cm)阻止頂芽產生的生長素向下運輸,促使夏芽萌發,抽生夏芽副梢。學生看得見摸得著,很容易理解生長素對生長影響的二重性特性。因為長江流域氣候溫暖濕潤,葡萄枝蔓生長旺盛,副梢萌發次數多,花序原始體形成容易,因此,生產實踐上常保留結果枝花序以上的1~2個夏芽副梢,其餘全部抹除,以提高座果率,並對此副梢也進行摘心,解除其下部側芽所受的抑製作用,同時對發育枝和徒長枝進行重摘心,調節養分流向,促使夏芽副梢出現二次花序,培養二次結果,甚至三次結果,創造一年多次結果的良好條件,達到增產的目的。學生為之耳目一新,再次證實了「知識就是力量」,「科技是第一生產力」的英明論斷;也符合興趣發展是從「有趣→樂趣→志趣」的客觀規律,激發了學習積極性,許多同學准備在家庭園子里試種。

2指導落葉果樹的修剪
頂端優勢的原理在果樹整枝修剪上應用極為普遍,如桃、梨、蘋果、柿等。我曾以校內的幼年桃樹為例,指導學生進行修剪,實踐教材內容。在桃樹定植後的當年,距地面65~80cm處摘心或剪截,叫定干。使下部側芽萌發,並把剪口下約20~40cm一段選作整形帶,其上選育3個生長健壯、分布均勻、開張角度適當的新梢作為第一層主枝,以後通過各種不同程度的短截逐步培養副主枝和結果枝組,逐步「造成一定形狀的樹冠」(即生產上普遍採用的自然開心形樹形)。其它落葉果樹的修剪整形,方法與桃樹大同小異,即運用頂端優勢的原理,通過修剪來調節果樹器官的數量、質量、性質及其在樹冠內的分布,調節生殖與生長的關系,維持豐產樹形。學生在實踐中加深理解了課文內容,學到了栽培修剪技能,效果很好,回去能夠試著做,少數饒有興趣的尖子,成了能說能做的小技術員。

3指導菊花等花卉的矮化栽培
「菊不盈尺」,是對菊花株高的嚴格要求,也是評品菊花觀賞價值的重要條件之一。而要做到「菊不盈尺」主要靠摘心,一般須2~3次。我每年都要指導同學對學校栽培的菊花進行摘心整枝,並留部分不摘心的作對比觀察,通過實踐,大家都能深刻理解和運用頂端優勢原理促進側芽萌發,調整花朵數量和質量,並把植株控制在理想的高度,提高觀賞價值。在反復實踐中又摸索出新的摘心方法,即先摘頂心,以後分批抹去全部腋芽、側枝,養根護葉,逼地下莖萌發腳芽,最後齊土面剪除老莖這樣從上到下逐層摘心除枝,誘導腳芽早出土並茁壯生長,最終開出碩大花朵,培育成矮壯型菊花,效果更好。

其它許多花卉的修剪造型,原理和方法也和菊花基本相同。如月季,萌芽力雖強,花開在當年生新梢頂端,不修剪腋芽不易萌發,枝條又瘦又長,呈藤本狀,因此,除冬季休眠期重剪外,在生長期,當花將凋謝時,一般在殘花第三個復葉以下及時進行輕度短剪,以促使下部腋芽萌發,不斷開出碩大艷麗的花朵。又如一串紅、�杜鵑等,通過分別對主莖和側枝摘頂,抑制頂端優勢,促使腋芽萌發,控制植株縱、橫方向生長,達到株形矮壯,側枝叢生,繁花滿枝的理想效果。

至於那些隨處可見的綠化隔離帶綠籬、綠牆和各種形式的綠球,也是應用此原理,通過修剪藝術,才形成茂密的綠色屏障和多姿多彩的藝術造型。還有油料作物芝麻,試驗證明打頂是增產的有效途徑,即在終花期及時對主莖和分枝摘心,一般可增產一至二成。

⑺ 如何利用合成生物學技術治理環境污染

如何利用合成生物學技術治理環境污染
合成生物學將催生下一次生物技術革命。目前,科學家們已經不局限於非常辛苦地進行基因剪接,而是開始構建遺傳密碼,以期利用合成的遺傳因子構建新的生物體。合成生物學在未來幾年有望取得迅速進展。據估計,合成生物學在很多領域將具有極好的應用前景,這些領域包括更有效的疫苗的生產、新葯和改進的葯物、以生物學為基礎的製造、利用可再生能源生產可持續能源、環境污染的生物治理、可以檢測有毒化學物質的生物感測器等。
盡管合成生物學的商業應用多數還要幾年以後才能實現,但現在研究人員已經在利用合成生物體來研製下一代清潔的可再生生物燃料以及某些稀缺的葯物。第一代合成微生物是合成生物學的簡單應用,它們可能與目前利用DNA重組的微生物類似,其風險評估或許不成問題,因此,對立法者的挑戰較少。但隨著合成生物學技術不斷走向成熟,又可能研製出復雜的有機體,其基因組可能由各種基因序列(包括實驗室設計和研製的人工基因序列)重組而成。盡管其風險和風險評估問題與經過基因修飾的生物體引發的問題類似,但對於這類復雜的合成微生物來說,找到上述問題的答案要困難得多。

⑻ ⊙⊙⊙生物研究課題(⊙o⊙滿意的話追加高分)

課題的選擇往往是個長期醞釀的過程,從發現問題到課題的最終確立並不是一蹴而就的,往往需要在頭腦中反復思考、反復論證,進行鑒別篩選。選題的一般過程可概括為以下步驟:

�(1)各種有關信息的匯集;(2)從中挑選某一研究問題;(3)收集所有與這一問題有關的材料;(4)對收集到的資料進行篩選組合;(5)嘗試採用各種途徑去解決問題;(6)尋求到可行的解決方法;(7)對研究課題進行科學性、可行性論證;(8)確定研究課題。

�在具體選題過程中,有些步驟有時需要重復、循環、再組合,有些選好的課題還需要在實踐中進一步修正方法和對課題「微調」。選題過程中要避免急功近利,避免脫離實際,草率行事,要注意以資訊理論、控制論、方法論為指導。平時注意以滿腔熱忱接納信息,變換角度去觀察問題,隨時捕捉和記錄頭腦中的新思想、新方法,要建立選題意識。

下面圖片中有一些選題,僅供參考。

⑼ 合成生物學的發展前景

合成生物學旨在闡明並模擬生物合成的基本規律,設計並構建新的、具有特定生理功能的生物系統,從而建立葯物、功能材料、能源替代品等的生物製造途徑。合成生物學的主要研究內容分為三個層次:一是利用現有的天然生物模塊構建新的調控網路並表現出新功能;二是採用從頭合成方法人工合成基因組DNA;三是人工創建全新的生物系統乃至生命體。合成生物學是生命科學在21 世紀新的分支學科,打開了從非生命的化學物質向人造生命轉化的大門,為探索生命起源與進化開辟了嶄新的途徑。
合成生物學是現代科學最富前景的領域之一,是將生物科技領域基礎研究轉化為實際社會生產力的關鍵科學技術,也是改變未來世界的十大技術之一,具有在低碳經濟中支撐經濟增長和創造就業機會的巨大潛力。據專家估計,至2015 年,有1/5 的化學工業可以依賴合成生物學;到 2016 年全球合成生物學技術的市場將達到167 億美元,2011 — 2016 年年增長率達到45%。麥肯錫全球研究所和世界經濟論壇均將合成生物學評價為未來的革命性技術。2014 年6 月, 經濟合作與發展組織(OECD)發布《合成生物學政策新議題》報告,認為合成生物學領域前景廣闊,建議各國政府把握機遇,引入資金,以創新方式推動代表未來生物技術革命的合成生物學的發展。
合成生物學已成為全球研發的熱點領域,很多國家看好合成生物學未來的發展前景,並給予大量投入。美國是在合成生物學領域投入最多、發展最快的國家,政府對合成生物學的投資每年約1.4 億美元。美國國防部致力於將合成生物學打造為一種先進製造平台,能源部也圍繞合成生物學啟動了一些研究項目。歐盟投入合成生物學的經費占其研發總投入的1/4 ~ 1/3。英國將合成生物學視為引領未來經濟發展的4 個新興技術產業之一,國家貿易創新部預測2020 年合成生物學產值將達到620 億英鎊,專門成立了合成生物學路線圖協調組,開展路線圖研究。英國政府不斷加大對合成生物學的資助力度,2014 年建立了5 大合成生物學研究中心。
合成生物學對新生物能源的開發具有不可估量的作用,可以解決生物燃料生產工藝過程中的一些關鍵問題。開發人工合成細菌,可將糖類直接轉化成與常規燃油兼容的生物燃油,甚至可以直接從太陽獲取能量,製造清潔燃料。國外通過合成基因組學方法,對自然界中將二氧化碳轉化為甲烷的細菌進行改造,用合成染色體替換其原有染色體,使之僅具

⑽ 合成生物學是什麼

合成生物學(synthetic biology),最初由Hobom B.於1980年提出來表述基因重組技術,隨著分子系統生物學的發展,2000年E. Kool重新提出來定義為基於系統生物學的遺傳工程,從基因片段、人工鹼基DNA分子、基因調控網路與信號傳導路徑到細胞的人工設計與合成,類似於現代集成型建築工程,將工程學原理與方法應用於遺傳工程與細胞工程等生物技術領域,合成生物學、計算生物學與化學生物學一同構成系統生物技術的方法基礎。
合成生物學是指人們將「基因」連接成網路,讓細胞來完成設計人員設想的各種任務。例如把網路同簡單的細胞相結合,可提高生物感測性,幫助檢查人員確定地雷或生物武器的位置。再如向網路加入人體細胞,可以製成用於器官移植的完整器官。讓·維斯是麻省理工學院計算機工程師,早在他讀研究生時就迷上了生物學,並開始為細胞「編程」,現在已成為合成生物學的領軍人物。維斯的導師、計算機工程師和生物學家湯姆·奈特表示,他們希望研製出一組生物組件,可以十分容易地組裝成不同的「產品」。目前,研究人員正在試圖控制細胞的行為,研製不同的基因線路———即特別設計的、相互影響的基因。波士頓大學生物醫學工程師科林斯已研製出一種「套環開關」,所選擇的細胞功能可隨意開關。加州大學生物學和物理學教授埃羅維茨等人研究出另外一種線路:當某種特殊蛋白質含量發生變化時,細胞能在發光狀態和非發光狀態之間轉換,起到有機振盪器的作用,打開了利用生物分子進行計算的大門。維斯和加州理工學院化學工程師阿諾爾一起,採用「定向進化」的方法,精細調整研製線路,將基因網路插入細胞內,有選擇性地促進細胞生長。維斯目前正在研究另外一群稱為「規則系統」的基因,他希望細菌能估計刺激物的距離,並根據距離的改變做出反應。該項研究可用來探測地雷位置:當它們靠近地雷時細菌發綠光;遠離地雷時則發紅光。維斯另一項大膽的計劃是為成年幹細胞編程,以促進某些幹細胞分裂成骨細胞、肌肉細胞或軟骨細胞等,讓細胞去修補受損的心臟或生產出合成膝關節。盡管該工作尚處初級階段,但卻是生物學調控領域中重要的進展。
「合成生物學」更早可追蹤到波蘭科學家Waclaw Szybalski採用「合成生物學」術語,以及目睹分子生物學進展、限制性內切酶發現等可能導致合成生物體的預測。「系統生物學」則可追蹤到貝塔朗菲的「有機生物學」及定義「有機」為「整體或系統」概念,以及闡述採用開放系統論、數學模型與計算機方法研究生物學。
註解:
依據自組織系統結構理論[3] - 泛進化論(structurity, structure theory, pan-evolution theory),從實證到綜合(synthetic )探討天然與人工進化的生物系統理論,闡述了結構整合(integrative)、調適穩態與建構(constructive)層級等規律;因此,系統(systems)生物學也稱為「整合(integrative biology)生物學」,合成(synthetic)生物學又叫「建構生物學(constructive biology)」(Zeng BJ.中譯)。合成生物學(synthetic biology),也可翻譯成綜合生物學,即綜合集成,「synthetic」在不同地方翻譯成不同中文,比如綜合哲學(synthetic philosophy)、「社會-心理-生物醫學模式」的綜合(synthetic)醫學(genbrain biosystem network - 中科院曾邦哲1999年建於德國,探討生物系統分析學「biosystem analysis」與人工生物系統「artificial biosystem」,包括實驗、計算、系統、工程研究與應用),同時也被歸屬為人工生物系統研究的系統生物工程技術范疇,包括生物反應器與生物計算機開發。
「21世紀是系統生物科學與工程 - 也就是生物系統分析學與人工生物系統的時代,將帶來未來的科技與產業革命」[1]。系統(system)、整合(integrative)、合成(synthetic)或綜合生物學各有偏重點,系統(system)、結構(structure)、圖式(patten)遺傳學也存在偏重點,但整個屬於系統生物科學與工程領域。系統科學方法與原理源自坎農的生理學穩態機理和圖靈的計算機模型及圖式發生的研究,又應用於生物科學與工程。計算機科學中的圖形識別被翻譯成「模式」,但生物學中又有將「model animal」翻譯成模式動物,在認知心理學和發育生物學中也有的翻譯成「圖式」;因此,綜合翻譯成「圖式」(patten),而且也包括了「系統(scheme或system)」與「完形(gestalt或configuration)」等含意。
21世紀伊始,進入了系統生物學與工程迅速發展的時代,而系統遺傳學與合成生物學(系統遺傳工程或轉基因系統生物技術)是其核心,並將帶來的是系統醫學與生物工業革命。1997年曾邦哲(Zeng BJ.)設計與操作的一個典型的系統生物學非加和性抗葯細胞實驗:CHO細胞用化學誘變劑甲磺酸乙脂處理一次篩選到抗10uM和20uM洛伐他汀的細胞系,再用甲磺酸乙脂處理一次抗10uM洛伐他汀的突變細胞系篩選到高到可抗70uM洛伐他汀的細胞系[2],70uM遠大於2X20uM=40uM,說明基因與基因的相互作用是非加和性的,也就是系統遺傳學的經典實驗。

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