现代生物技术应用教程文件.ppt

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1、现代生物技术应用医药卫生（医药生物技术）生命科学农林牧渔（农业生物技术）环境保护（环境生物技术）生命科学直观影响的相关领域生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化；近50年生命科学的发展超过了此前500年的总和建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身“生命产业是一个朝阳、永恒的产业”什么是生物技术？生物技术=生物工程应用自然科学及工程学原理

2、，以微生物体、动物体、植物体或其组成部分作为生物反应器将物料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。现代生物工程：发酵工程酶工程细胞工程基因工程生物技术在医药卫生领域的应用基因工程药品的生产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。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。基本方法是：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞，使目的基因在靶细胞中得到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯并做成制剂，即为蛋白类药或疫苗。基

3、因工程制药基因工程胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。胰岛素分子结构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%!胰岛素生产车间基因工程干扰素干扰素是治疗病毒感染的辅助药物。过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。干扰素生产车间干扰素分子结构基因工程人干扰素α-2b（安达芬）是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细

4、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。生长激素1985年，美国的FDA批准了第一代重组人生长激素上市。第一代重组人生长激素在大肠杆菌中表达，蛋白质的N端比天然的人生长激素多了一个甲硫氨酸。目前生产和使用的是第二代生物工程生长激素。第二代生物工程生长激素是以分泌蛋白的形式表达的，信号肽在分泌的过程中被自动切除而产生与天然蛋白完全一致的序列。生长激素：是由动物脑垂体前叶分泌的一种能促进生长的蛋白类激素。其它基因工程药物人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦

5、，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产基因诊断运用基因工程技术，设计制造“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒性流行病及某些严重遗传疾病，不但准确而且迅速。我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞基因治疗许多遗传性疾病是因为病人的DNA发生了改变，通过基因工程技术，给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。SCID的基因工程治疗重症联合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因（ada）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。SCID患者生存

6、在无菌环境中生物反应器将外源基因在动、植物体内表达并生产出我们所需的营养（蛋白）或工业用原材料的动植物基因改良（操作）的个体称为生物反应器。技术原理与操作主要是依据转基因技术动物生物反应器：是指利用动物作为载体（平台）的反应器体系。动物生物反应器乳腺生物反应器:使外源基因在哺乳动物的乳腺组织（上皮细胞）中进行特异表达我们需要的蛋白产物；血液生物反应器细胞生物反应器已生产的药物：α2抗胰蛋白酶、抗凝血因子Ⅸ、TPA、蛋白质C、凝血因子Ⅷ、白细胞介素22等从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA（组织型纤溶酶原激活物）目前已制作成功并产生重大社会、经济效益（应）的乳腺生物反应器（动物）有

7、:转基因牛(荷兰Phraming公司-人乳铁蛋白、EPO)转基因羊（山羊、绵羊）(英PPL公司-抗胰蛋白酶;美GTC-人凝血酶原III)等转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)长期以来，人类一直在研究和寻找能治愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。随着现代科学技术的发展，尤其是干细胞的研究，人类的这些幻想正在逐步变成现实。1998年，美国《科学》杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展的首位。干细胞工程干细胞（S