¿Qué es la biotecnología?

La biotecnología se refiere a las ciencias de la vida modernas como la base, combinada con los principios científicos de otras ciencias básicas, del uso de medios científicos y tecnológicos avanzados, de acuerdo con transformaciones o procesamientos prediseñados de organismos. de materias primas biológicas, para proporcionar tecnología humana para producir un producto deseado o lograr un propósito determinado.

La biotecnología es una tecnología que utiliza microorganismos, animales y plantas para procesar materias primas y producir productos de alta calidad al servicio de la sociedad.

El profesor Wang explicará este problema a todos:

① Es un grupo fosfato

②Desoxirribosa

③Adenina

④Citosina

⑤Enlace de hidrógeno ¿Qué es SSR? ¡Esta es una cuestión de biotecnología!

Buscar SSR tiene dos significados: 1 es un relé de estado sólido

2. Colección de imprimaciones de SSR que está buscando ~

[Examen de ingreso a la universidad] "Agricultura Biotecnología", ¿Qué es una fuente de carbono y qué es una fuente de nitrógeno?

La fuente de carbono es un tipo de nutriente para el crecimiento de microorganismos y es un compuesto que contiene carbono. La fuente de carbono se refiere al componente gaseoso de dióxido de carbono que ingresa a la atmósfera desde la superficie terrestre o al componente gaseoso de dióxido de carbono convertido a partir de otras sustancias en la atmósfera mediante procesos químicos.

Los compuestos de nitrógeno o el gas nitrógeno inhalado del mundo exterior se denominan fuente de nitrógeno de los organismos.

Biotecnología

La biotecnología se refiere a la transformación de organismos basada en las ciencias de la vida modernas, combinadas con los principios científicos de otras ciencias básicas, y el uso de medios científicos y tecnológicos avanzados según previsiones. -Diseñar o procesar materias primas biológicas para producir productos necesarios para los humanos o para lograr ciertos propósitos. ¿Cuál es la diferencia entre biotecnología y biotecnología aplicada?

Uno está más enfocado al laboratorio y el otro está más enfocado a la producción industrial ¿Qué significa el análisis SDS2PAGE en biotecnología?

Principio de SDS-PAGE

La tecnología de electroforesis SDS fue propuesta por primera vez por Shapiro en 1967 y mejorada por Weber y O***orn en 1969. Después de agregar SDS al medio de cultivo de muestra y al sistema de gel de poliacrilamida, la movilidad electroforética de las moléculas de proteínas depende principalmente de su peso molecular y se pueden ignorar otros factores.

SDS es un detergente aniónico que rompe los enlaces no valentes entre moléculas de proteínas y entre moléculas de otras sustancias. Bajo la acción de fuertes agentes reductores como el mercaptoetanol o el ditiotreitol, los enlaces disulfuro dentro de las moléculas de proteínas se abren y se despolimerizan en cadenas polipeptídicas. Las moléculas de proteína despolimerizadas se combinan completamente con SDS para formar un complejo proteína-SDS cargado negativamente. La carga negativa del complejo excede en gran medida la carga original de las moléculas de proteína, eliminando así la diferencia de carga original entre diferentes moléculas de proteína. complejo El complejo SDS aparece como una tira oblonga en solución. Los ejes cortos de las tiras elípticas de diferentes complejos de subunidad proteica-SDS son básicamente iguales (aproximadamente 18 μm), pero la longitud del eje largo es proporcional al peso molecular de la proteína, por lo que la movilidad electroforética del complejo en la El sistema SDS-PAGE es diferente. Nuevamente se ve afectado por la carga original de la proteína, pero depende principalmente de la longitud de la tira elíptica, es decir, del peso molecular de la proteína y sus subunidades. Cuando el peso molecular de la proteína está entre 15 y 200 kD, la movilidad electroforética está relacionada linealmente con el logaritmo del peso molecular. Se puede ver que SDS-PAGE no sólo puede separar e identificar proteínas, sino también determinar el peso molecular de las subunidades de proteínas en función de su movilidad. ¿Qué es la biotecnología?

¿Qué es la biotecnología moderna?

La biotecnología moderna surgió en la década de 1970 y ahora se ha convertido en una curiosidad en el mundo de la alta tecnología. Esta tecnología tiene evidentes propiedades de doble uso, tanto militar como civil, y tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales. Puede proporcionar nuevos medios para resolver los problemas alimentarios, sanitarios, energéticos, medioambientales y otros que enfrenta la humanidad, y también puede abrir nuevas vías para mejorar en gran medida la eficacia en combate y la capacidad de supervivencia del ejército. El desarrollo profundo y la aplicación generalizada de la biotecnología moderna es otra revolución tecnológica importante en este siglo después de la revolución de la tecnología informática, y es una revolución tecnológica militar moderna.

Significado básico

La biotecnología moderna se basa en las ciencias de la vida y utiliza las características y funciones de los organismos (o tejidos biológicos, células, etc.) para diseñar y construir nuevos productos con el rendimiento esperado. Sustancias o nuevas cepas, así como una tecnología integral combinada con principios de ingeniería para procesar y producir productos o brindar servicios. La connotación de esta tecnología es muy rica: implica: modificar o recombinar genes biológicos mediante tecnología genética (como la "tecnología de clonación"), de modo que los genes recombinantes puedan expresarse en células para producir nuevas sustancias necesarias para los humanos; y materias primas comunes, diseñar la mejor ruta, seleccionar las enzimas apropiadas y sintetizar los productos funcionales de bioingeniería necesarios. Ingeniería molecular: tecnología de producción biológica (como la fermentación) que utiliza células biológicas para procesar y fabricar productos en grandes cantidades; conecta biomoléculas con sistemas electrónicos, ópticos o mecánicos, y amplifica y transmite la información capturada por las biomoléculas. Convertido a óptica. Tecnología de bioacoplamiento de información eléctrica o mecánica; estudia la estructura fina de las biomoléculas y su relación para funcionar a escala nanométrica (es decir, millonésimas de milímetro). y sus estructuras transformadas, utilizándolas para ensamblar dispositivos moleculares para nanobiotecnología: modelado de organismos o sistemas biológicos. Tecnología biomimética de estructuras funcionales de tejidos y órganos, etc.

Ventajas únicas

- Producción sencilla de materias primas. Cuando los organismos llevan a cabo el metabolismo, la mayoría utiliza sustancias fácilmente disponibles (como aire, agua, plantas, minerales, etc.) como materia prima y la luz solar como fuente de energía. Las materias primas no sólo son de bajo costo, sino que también son inagotables. .

--Seguro y fiable. Las reacciones bioquímicas típicas se llevan a cabo bajo catálisis de enzimas, lo que requiere menos aporte de energía, condiciones de reacción suaves, procesos y dispositivos simples y buena seguridad operativa. Cuando los sistemas biológicos sintetizan sustancias, primero transcriben la información genética del ácido desoxirribonucleico (ADN) en ácido ribonucleico (ARN) y luego utilizan el ácido ribonucleico como plantilla para la síntesis. El proceso es complejo, pero la posibilidad de error es mínima y no hay subproductos. Más importante aún, el sistema biológico puede detectar y corregir errores automáticamente, realizar síntesis y producción automáticas y tener una alta confiabilidad de producción.

- El producto tiene actividad especial. Las macromoléculas biológicas suelen tener estructuras complejas y delicadas, que a menudo les confieren actividades especiales, las llamadas "funciones bioespecíficas", como capacidades de reconocimiento precisas y sensibles, capacidades de búsqueda eficientes, una fuerte eficiencia de unión, etc. Estos efectos se mejorarán enormemente si se controlan los genes mediante modificación genética.

-- El sistema es compacto. Los códigos de información, los módulos y la maquinaria de ensamblaje de fabricación en los sistemas biológicos se ensamblan de manera perfecta a nivel molecular. Esto hace que los sistemas biológicos (como ojos, cerebros, etc.) sean más compactos que los sistemas artificiales electrónicos, ópticos o mecánicos con funciones similares. Si se puede utilizar la tecnología de bioacoplamiento para acoplar ciertos sistemas biológicos con dispositivos diseñados, o se puede utilizar la nanobiotecnología o la tecnología de autoensamblaje para fabricar sistemas biológicos, el tamaño del dispositivo puede reducirse considerablemente.

- Mejorar o ampliar ventajosamente la funcionalidad del kit humano. El uso de la biomedicina puede mejorar los efectos del tratamiento de enfermedades humanas y la resistencia a las enfermedades; el acoplamiento del cerebro humano y los equipos puede ampliar las capacidades humanas y reducir la dificultad de las operaciones de interfaz hombre-máquina.

Aplicaciones militares

Desde la década de 1980, algunos países desarrollados, como Estados Unidos, han comenzado a investigar y desarrollar vigorosamente la biotecnología militar para satisfacer las necesidades militares de muchas capacidades avanzadas. En la actualidad, las aplicaciones militares que se están estudiando o que se han previsto incluyen principalmente:-

En términos de detección de información: uso de enzimas, anticuerpos, células, etc. para crear biosensores con funciones de identificación, que no solo pueden identificar con precisión diversas armas biológicas. También se puede utilizar para detectar explosivos, propulsores de cohetes, volátiles y otros agentes biológicos, y proporcionar soluciones de protección y tratamiento óptimas y oportunas mediante la cooperación de computadoras. Detecta la volatilización y degradación de explosivos y propulsores de cohetes y determina los inventarios de minas enemigas. También se puede utilizar para detectar la volatilización y degradación de explosivos y propulsores de cohetes, y determinar el número y ubicación de minas, proyectiles de artillería, bombas y misiles enemigos. El uso de tecnología biónica para crear diversos sistemas de recopilación de información puede mejorar enormemente las capacidades de detección, vigilancia y navegación. El radar electrónico tipo ojo de rana que imita un detector visual puede identificar rápidamente aeronaves de diferentes formas. barcos. misiles y otros objetos en movimiento, y puede identificar misiles reales y falsos según sus características de vuelo; la cámara "Flying Eye" puede tomar más de 1.000 fotografías a la vez, con una resolución de hasta 4.000 líneas por centímetro, lo que la convierte en una cámara eficaz. herramienta de reconocimiento; simular la noche de perros, búhos y otros animales. Los dispositivos con funciones de visión pueden buscar luces intermitentes bajo tierra u objetivos en el aire.

Los científicos han desarrollado misiles aire-aire guiados por infrarrojos basados ​​en el principio de posicionamiento infrarrojo "Ojo de Serpiente". Ahora la gente ha desarrollado un novedoso radar de detección total de ultraprecisión antiinterferencias para murciélagos basado en el principio de su fuerte antiinterferencia. capacidad de interferencia. El "perro electrónico", un sensor olfativo de imitación elaborado a partir del mecanismo de la nariz de un perro, sólo puede detectar una diezmillonésima parte de gas peróxido de etileno; se fabricó un dispositivo de detección olfativo sensible basado en el sensor olfativo muy sensible de las antenas de la mosca.

Cabe señalar que la mayoría de los ejemplos de detectores biónicos mencionados anteriormente que se han producido son dispositivos biónicos pasivos. Con el desarrollo de la biotecnología, para comprender a fondo los principios de funcionamiento de los sistemas biológicos, mediante la transformación de biomoléculas mediante tecnología genética, tecnología de ingeniería biomolecular y el uso de métodos biónicos activos como la tecnología electrónica biomolecular, podremos crear Productos con funciones superiores a las de los sistemas biológicos. Diversos dispositivos de detección de información con estructura más compacta y menor tamaño. Estados Unidos, Japón, Europa y Rusia están actualmente comprometidos con el desarrollo de tecnología biónica activa.

En términos de procesamiento de información: las investigaciones muestran que las computadoras biológicas hechas de moléculas de proteínas no solo son pequeñas en tamaño y livianas. Bajo consumo de energía y fuerte adaptabilidad ambiental. La velocidad de computación y la capacidad de almacenamiento son cientos de millones de veces mayores que las de las computadoras existentes y tiene el mismo análisis que el cerebro humano. juicio. Sabiduría como la asociación y la memoria. Su desarrollo exitoso seguramente permitirá la adquisición de inteligencia militar. El procesamiento cambia cualitativamente. EE.UU. Japón, Europa y Rusia se muestran optimistas desde hace mucho tiempo en este campo. En los últimos 10 años, han estudiado dispositivos prototipo como procesadores paralelos de proteínas y redes neuronales. Algunos dispositivos se han utilizado en el ejército. Por ejemplo, un radar militar ruso utiliza un procesador de proteínas magenta de visión bacteriana. Se estima que Estados Unidos podrá producir en masa tales computadoras dentro de 3 a 5 años, y el costo será menor que el de las computadoras semiconductoras, porque los materiales biológicos necesarios pueden producirse en masa mediante modificación genética utilizando bacterias.

En términos de mando y control integrados: la tendencia a la miniaturización y el bajo coste de los ordenadores biológicos hace posible no sólo los centros de mando y los nodos de red, sino también cualquier arma. Cada soldado puede tener una computadora, y "todo el campo de batalla es como una plataforma informática" para lograr la optimización del flujo de información, el flujo de información en tiempo real, la integración de la recopilación, transmisión, procesamiento, almacenamiento y uso de la información, y formar un comando A. Un sistema de comando de "malla" plana que evita la restauración jerárquica es beneficioso para mejorar la velocidad de transmisión de información y la capacidad de supervivencia del sistema, así como para descentralizar la toma de decisiones y el comando en tiempo real.

En defensa mediante guerra de información: la biotecnología ha demostrado talentos extraordinarios en camuflaje y sigilo. Por ejemplo, a través de la investigación sobre el mecanismo de decoloración de la epidermis de la "grasa camaleónica", se ha desarrollado una fibra proteica que cambia de color, que puede convertirse en ropa que cambia de color o, basándose en este principio, en un recubrimiento biológico que cambia. Con cambios ambientales se puede desarrollar y pintar. Disfrazarse de instalaciones, equipos, armas, plataformas, cascos. También se puede sintetizar mediante biotecnología y algunos pueden absorber rayos infrarrojos. Los materiales biológicos ultravioleta y otros que absorben longitudes de onda (como los polímeros de ácido retinoico y el polietileno con sal de Schiff) pueden reducir o eliminar las señales para lograr propósitos sigilosos, brindando la posibilidad de una nueva generación de sistemas de combate de alto rendimiento.

Además de utilizar bioordenadores, biosensores o detectores biónicos para mejorar el nivel de informatización de las plataformas de armas, las armas y equipos convencionales también utilizan la biotecnología para dotarlas de materiales ligeros y de alto rendimiento: alta dureza para la protección de armaduras. Biocerámicas de alta tenacidad para protección de armaduras; resistencia a la tracción para prendas de protección. Los paracaídas y los materiales compuestos tienen una resistencia a la tracción superior al alambre de acero, la seda de araña modificada se puede utilizar para fabricar neumáticos y juntas, los bioelastómeros tienen excelentes propiedades físicas y químicas; los bioplásticos de alta resistencia pueden sustituir al acero: los bioadhesivos se pueden utilizar en diversos entornos como materiales inteligentes; que imitan estructuras biológicas inteligentes; materiales funcionales que imitan los cambios de gradiente de densidad ósea; materiales de armadura biomiméticos que imitan la estructura de conchas y astas de reno; y materiales de protección multifuncionales que imitan la piel de los moluscos. Mascarillas multifuncionales que simulan la piel de moluscos y más. En el proceso de fabricación, el uso de tecnología biomimética también puede mejorar la eficiencia y la capacidad de supervivencia de la plataforma. El nuevo submarino nuclear construido para imitar la forma del cuerpo y la proporción de cada parte de un delfín ha aumentado su velocidad entre un 20% y un 25%; el torpedo envuelto en piel de delfín artificial tiene una resistencia al agua que se puede reducir a la mitad. Actualmente, el ejército de los EE. UU. está construyendo un nuevo submarino nuclear que imita la forma y proporción de cada parte de un delfín, y su velocidad se ha incrementado en un 20%; al 25% la resistencia al agua de los torpedos envueltos con piel de delfín artificial se puede reducir a la mitad. El ejército estadounidense está imitando actualmente el nuevo submarino nuclear construido con forma de delfín y las proporciones de sus partes han aumentado su velocidad en un 20%; al 25%.

Actualmente, el ejército estadounidense está desarrollando un nuevo tipo de "movimiento de la piel" imitando los principios de movimiento de dos tipos de peces, rayas y anguilas eléctricas, utilizando la elasticidad de la piel para reemplazar el caparazón tradicional de los submarinos.

Las armas inteligentes utilizan la biotecnología para desarrollar sistemas de guía, lo que promoverá el desarrollo de tecnología de guía de precisión a un mayor nivel de inteligencia. El sistema de guía "Fly Eye" desarrollado por el ejército de EE. UU. basado en el principio de visión de ojo de mosca puede controlar automáticamente el estado de vuelo del misil, rastrear y atacar al objetivo en función de los parámetros de movimiento del objetivo y la información de posición. La computadora microbiológica de la bomba puede utilizar toda la información directa o indirecta disponible sobre el objetivo, como ondas sonoras, ondas de radio, luz visible, luz infrarroja, láseres e incluso el olfato, para ayudar al misil a buscar, identificar, localizar y atacar objetivos de forma autónoma, mejorando así en gran medida la capacidad del misil. precisión del golpe.

Muchas armas no letales también pueden producirse mediante biotecnología. Por ejemplo, el aceite puede estar contaminado. Lubricantes o sustancias bioactivas que los condensan; enzimas que pueden degradar rápidamente plásticos, caucho y otros materiales sintéticos o naturales en dispositivos militares; enzimas que pueden degradar municiones y organismos conductores que pueden causar interferencias graves a los dispositivos de comunicaciones militares y a las computadoras. Polímeros; que pueden comer materiales de chips de computadora, etc.

Proporcionar soporte logístico móvil y flexible

El uso de enzimas biológicas o microorganismos para producir explosivos, municiones o propulsores se puede llevar a cabo en condiciones suaves, la operación es segura y la síntesis es más estable. Se puede producir hidrógeno utilizando la acción del moho Mucor y el almidón. Se pueden producir 5 litros de hidrógeno por cada gramo de almidón consumido. El hidrógeno puede reemplazar la gasolina (o el diésel) después de mezclarlo con una pequeña cantidad de combustible. Este combustible puede funcionar con sólo una pequeña cantidad de almidón. Combate móvil a larga distancia. La tecnología de fermentación se puede utilizar para proporcionar a las tropas móviles alimentos nutritivos en forma de cápsulas de alta energía que sean fáciles de almacenar y transportar. En situaciones especiales de escasez de alimentos, se puede utilizar celulasa vegetal de alta eficiencia para convertir las raíces, tallos y hojas de las plantas en glucosa rica en nutrientes, que es más fácil de digerir, absorber y comer para los soldados. El agua es esencial cuando las tropas realizan sus misiones. Las membranas de gradiente de biopolímeros producidas por biotecnología pueden filtrar rápidamente sustancias nocivas (incluidos los contaminantes radiactivos) del agua no potable. La biotecnología también es ideal para abordar entornos militares. El uso de enzimas biológicas para limpiar agentes de guerra bioquímica es rápido y no daña el cuerpo humano ni el equipo. El uso de microorganismos para tratar residuos radiactivos y sustancias tóxicas tiene una alta eficiencia, poca contaminación secundaria y una baja inversión. En la medicina militar, la biotecnología se puede utilizar para producir sangre artificial de alta calidad para cirugías de campo. Huesos artificiales, placas artificiales y adhesivos para heridas, por nombrar algunos.

En los últimos 10 años, Estados Unidos, Japón, Rusia y algunos países europeos han concedido gran importancia al desarrollo de la biotecnología y han promovido activamente su aplicación en asuntos militares, siendo Estados Unidos el país más activo. en investigación. El Departamento de Defensa de Estados Unidos lo ha incluido en el Programa de Tecnología Crítica de Defensa cada año desde 1989. Para fortalecer la investigación sobre biotecnología militar, el Departamento de Defensa de Estados Unidos también estableció el Comité Directivo de Biotecnología de Defensa. La investigación del ejército estadounidense sobre biotecnología tiene un amplio alcance. En esta etapa, se concentra principalmente en los campos de la biomedicina militar, los biosensores, los biomateriales, el bioprocesamiento ambiental militar, la electrónica biomolecular y la biónica.