《环境生物技术绪论》PPT课件

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1、环境生物技术黄春晓绪论生物技术概论生物技术的定义生物技术的内容生物技术的发展生物技术的应用环境生物技术概论环境生物技术的产生和定义环境生物技术的研究内容环境生物技术进展本课程主要内容与安排第一节生物技术概论一、生物技术的定义“生物技术”一词首先由匈牙利的KarlEreky于19l7年提出。指甜菜(饲料)大规模养猪，即利用生物将原材料转变为产品。简单概括：“利用生物有机体（从微生物直至高等动物、植物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞或细胞器等）发展新产品或新工艺的一种体系”。或定义为“操纵生物（微生物、植物、动物）的细胞、组织或酶，进行生物合成、生物转化或生物降解，大规模地生

2、产预期产品或达到特殊目的的一门技术”。从广义上说，生物技术是指利用有机体的操作技术现代生物技术已被世界各国视为一种高新技术。我国早在1986年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高新技术之首位。同年，国家科委制订《中国生物技术政策纲要》时，将生物技术定义为：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。先进的工程技术手段是指基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等新技术。改造生物体是指获得优良品质的

3、动物、植物或微生物品系。生物原料则是指生物体的某一部分或生物生长过程中所能利用的物质．如淀粉、糖类、纤维素等有机物，也包括一些无机化合物，甚至某些矿石。为人类生产出所需的产品包括粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等各种产品。达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗、环境污染的检测与治理等。二、生物技术的发展1、古老（传统）生物技术阶段2、初期（第一代）生物技术阶段（17世纪－203、近代（第二代）生物技术4、现代（第三代）生物技术阶段（20世纪70年代－现在）1、古老（传统）生物技术阶段（公元前6000－17世纪）酿酒、制作酱油、酿醋、厌氧菌处理亚麻2、初期（第一代）生物

4、技术阶段（17世纪－20世纪40年代）了解微生物在发酵过程中的作用，发酵过程处于非无菌操作状态。人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪末。发酵生产乙醇、醋酸、丁醇、丙酮等。3、近代（第二代）生物技术（20世纪40年代－70年代）主要标志是抗生素工业的兴起.特点：无菌操作状态，规模扩大，生产设备要求高。4、现代（第三代）生物技术阶段（20世纪70年代－现在）这一阶段的主要标志是DNA重组技术的建立。1953年，美国生物学家沃森(J．D．Watson)和英国物理学家克里克(F．H．C．Crick)提出了DNA双螺旋结构分子模型。1973年美国加利福尼亚大学的Herbe

5、rBoyer教授和斯坦福大学的StanleyCohen教授合作进行了人类历史上第一次有目的地基因重组实验，推动了现代生物技术的产生。现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。三、现代生物技术的内容基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程这些技术并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。其中基因工程技术是核心技术，它能带动其他技术的发展，如通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的工程菌或细胞，必须通过发酵工程或细胞工程来生产有用物质。1、基因工程定义：将外源基因

6、体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。理论和技术支撑：理论：40年代发现了生物的遗传物质是DNA、50年代弄清了DNA的双螺旋结构、60年代确定了遗传信息的传递方式。技术：工具酶、载体、逆转录酶基因工程实施至少四个必要条件：工具酶、基因、载体、受体细胞工具酶：限制性内切酶、连接酶、修饰酶InsertingaDNASampleintoaPlasmid这种DNA分子的新组合是按照工程学的方法进行设计和操作，这就赋予基因工程跨越天然物种屏障的能力，克服了固有的生物种间的限制，带来了定向创造新物种的可能性。基因工程主要在细菌方面取得较大的成功。

7、如利用微生物生产胰岛素、人体生长激素、干扰素。用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物，使石油降解的速度得到很大提高。2、细胞工程是指在细胞水平上的遗传操作，即通过细胞融合、核质移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的技术。利用细胞融合技术应用于农业，培育得到了番茄、马铃薯、烟草和短牵牛等杂种植株。动物细胞培养可用来生产干扰素、人体激素、疫苗、单克隆抗体等。细胞融合技术可以构建环境工程菌，如纤维素降解菌和芳香族降解菌的原生质体融合与构建已取得进展。3、发酵