《生物技术概论》ppt课件讲义

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1、《生物技术概论》课程讲义与教案杜志强2010年8月131第一章生物技术总论一、生物技术的含义：生物技术是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科，采用先进的工程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的。（1）现代生命科学：目前，普遍认为现代生命科学系统的建立开始于16世纪。它的基本特征是人们对生命现象的研究牢固地植根于观察和实验的基础上。（2）先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程。（3）生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程中产生的能利用的物质，如淀

2、粉、纤维素等有机物，也包括一些无机化学品，甚至某些矿石。（4）目的：包括疾病的预防、诊断与治疗，食品的检验、环境污染的监测和治理等。二、生物技术的种类及其相互关系：1、生物技术种类。（1）传统生物技术：指旧有的制造酱、酒、面包、奶酪、酸奶及其它食品的传统工艺。（2）现代生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。2、五大工程间的关系。基因工程是核心，带动其他四大工程的发展，四大工程的发展又促使基因工程发展更迅猛。基因工程和细胞工程看作生物工程的上流处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的下流处理技术。基因工程、

3、细胞工程和发酵工程中所需的酶往往是通过酶工程来获得的。3、生物技术涉及学科。现代生物技术以分子生物学、细胞生物学等几乎所有生物科学次级学科为支撑，又结合了化学、化学工程学等生物学领域之外的尖端基础学科，从而形成一门多学科相互渗透的综合性学科。目前生物技术相关的行业可分为：疾病治疗、检测与诊断、大农业、食品、环境、能源、化学品、设备八大类型。4、生物技术的基本特征。（1）高效益，可带来高额利润。（2）高智力，具有创造性和突破性。（3）高投入，前期需要投入大量资金。131（4）高竞争，时效性的竞争非常强烈。（5）高风险，高竞争带来高

4、风险。（6）高势能，对国家的政治、经济、文化和社会发展有很大的影响，具有很强的渗透性和扩散性。三、生物技术发展简史：（一）传统生物技术。从史前时代起就一直为人们所开发和利用。在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。在公元10世纪，我国就有了预防天花的活疫苗。在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就已开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000年就开始制作面包。1676年，荷兰人Leeuwenhoek（1632～1723）制成了能放大170～300倍的显微镜，并首先观察到了微生物。19世纪60年代，法国科学家

5、L.Pasteur（1822～1895）首先证实发酵是由微生物引起的，并首先建立了微生物的纯种培养技术。上世纪20年代，工业生产中开始采用大规模的纯种培养技术发酵化工原料丙酮、丁醇。50年代，在青霉素大规模发酵生产的带动下，发酵工业和酶制剂工业大量涌现。发酵技术和酶技术被广泛应用于医药、食品、化工、制革和农产品加工等部门。本世纪初，遗传学的建立及其应用，产生了遗传育种学，被誉为“第一次绿色革命”。细胞学的理论被应用于生产而产生了细胞工程。在今天看来，上述诸方面的发展，还只能被观为传统的生物技术，因为它们还不具备高技术的诸要素。（

6、二）现代生物技术。现代生物技术是以70年代DNA重组技术的建立为标志的。1944年Avery阐明了DNA是遗传信息的携带者。1953年Waltson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNA的半保留复制模式，从而开辟了分子生物学研究的新纪元。1961年Khorana、Nirenberg破译了遗传密码，揭开了DNA编码的遗传信息是如何传递给蛋白质这一秘密。1972年Beng首先实现了DNA体外重组技术，标志着生物技术的核心技术——131基因工程技术的开始。它向人们提供了一种全新的技术手段，使人们可以按照意愿在试管内切割

7、DNA、分离基因并经重组后导人其他生物或细胞，藉以改造农作物或畜牧品种；也可以导人细菌这种简单的生物体，由细菌生产大量的有用的蛋白质，或作为药物，或作为疫苗；也可以直接导人人体内进行基因治疗。显然，这是一项技术上的革命。以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、现代酶工程、现代细胞工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。下图是针对苏格兰羊的转基因技术：四、生物技术对社会经济的影响：（一）改善农业生产、解决食品短缺。1、提高农作物产量及其品质。（1）培育抗逆的作物优良品系：第一株转基因植物：1982年美国和比利时的学

8、者，分别把细菌中抗碘那霉素基因转入向日葵，烟草和胡萝卜的细胞中，使这些植物的抗药性提高八倍多。（2）植物种苗的工厂化生产。我国已建立了多种植物试管苗的生产线，如葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉等。（3）提高粮食品质。美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日