生物技術(shù)簡(jiǎn)介

1、生物技術(shù)簡(jiǎn)介生物技術(shù)簡(jiǎn)介生物技術(shù)生物技術(shù) 現(xiàn)代生命科學(xué)的革命現(xiàn)代生命科學(xué)的革命1. 生物技術(shù)的慨念生物技術(shù)的慨念2. 生物技術(shù)的主要內(nèi)容生物技術(shù)的主要內(nèi)容3. 克隆克隆4. 人類基因組計(jì)劃（人類基因組計(jì)劃（HGP）5. 安全性與社會(huì)倫理問(wèn)題安全性與社會(huì)倫理問(wèn)題1.1 生物技術(shù)的作用與意義生物技術(shù)的作用與意義 生物技術(shù)是生命科學(xué)的基礎(chǔ) 生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科是生物學(xué) 生物技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力 生物技術(shù)是巨大的潛在生產(chǎn)力 生物技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)的核心內(nèi)容 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)1.2 1.2 生物科學(xué)成為當(dāng)今世界自然生物科學(xué)成為當(dāng)今世界自然科學(xué)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)科學(xué)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)二十世紀(jì)后葉，分子生

2、物學(xué)領(lǐng)域一系列突破性成就，使生命科學(xué)在自然科學(xué)中的地位發(fā)生了革命性的變化，成為領(lǐng)先學(xué)科建立在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上的，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為人類帶來(lái)了巨大的利益和財(cái)富1.3 生物技術(shù)將是未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力 第一次技術(shù)革命 工業(yè)革命解放人的雙手第二次技術(shù)革命 信息技術(shù)擴(kuò)展人的大腦第三次技術(shù)革命 生物技術(shù)改造生命本身高技術(shù)高投入高利潤(rùn)高風(fēng)險(xiǎn) 1.4 生物技術(shù)的特點(diǎn)生物技術(shù)的特點(diǎn)1.5 傳統(tǒng)生物技術(shù)傳統(tǒng)生物技術(shù) 人類在進(jìn)化過(guò)程中，逐漸形成的、人類在進(jìn)化過(guò)程中，逐漸形成的、低級(jí)的、簡(jiǎn)單的技術(shù)方法。如馴化動(dòng)低級(jí)的、簡(jiǎn)單的技術(shù)方法。如馴化動(dòng)物（如豬、馬、羊等），培養(yǎng)改進(jìn)植物（如豬、馬、羊等），培養(yǎng)改進(jìn)植物（如

3、水稻、高粱、玉米等），利用物（如水稻、高粱、玉米等），利用谷物（釀酒、制醋、做醬油等）谷物（釀酒、制醋、做醬油等）1.6 現(xiàn)代生物技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù) 又稱生物工程或生物工藝學(xué)，是以生命科又稱生物工程或生物工藝學(xué)，是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，用先進(jìn)的科學(xué)原理和技術(shù)手段來(lái)學(xué)為基礎(chǔ)，用先進(jìn)的科學(xué)原理和技術(shù)手段來(lái)研究生物體研究生物體( (材料材料) )，為人類生產(chǎn)出所需要的，為人類生產(chǎn)出所需要的產(chǎn)品或達(dá)到某種目的產(chǎn)品或達(dá)到某種目的( (如防治疾病、保護(hù)環(huán)如防治疾病、保護(hù)環(huán)境等境等) )。突 破 點(diǎn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)發(fā)展方向分子生物學(xué)技術(shù)突破重組DNA技術(shù) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 1982年，國(guó)際合作與發(fā)展組織的定

4、義為：生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動(dòng)物、植物體作為反應(yīng)器將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù) 美國(guó)政府技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)(OAT) 的定義是：應(yīng)用生物或來(lái)自生物體的物質(zhì)制造或改進(jìn)一種商品的技術(shù)，還包括改良有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物與動(dòng)物，以及利用微生物改良環(huán)境的技術(shù) 該定義強(qiáng)調(diào)了生物技術(shù)的商品屬性 克隆羊“多多莉莉”1.7 生物技術(shù)定義：此外還有：基因診斷與基因治療技術(shù)、克隆動(dòng)物技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物材料技術(shù)、生物能源技術(shù)、利用生物降解環(huán)境中有毒有害化合物的技術(shù)2. 生物技術(shù)的主要內(nèi)容主要是指：基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)（酶）工程分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳

5、學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等對(duì)人類和社會(huì)生活各方面影響最大的生物技術(shù)領(lǐng)域：2.1 直接相關(guān)聯(lián)的學(xué)科與領(lǐng)域農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、醫(yī)藥生物技術(shù) 環(huán)境生物技術(shù)、海洋生物技術(shù)創(chuàng)造新生物，并給新生物特殊功能的過(guò)程2.2 基因工程基因工程與 建筑工程l 制造稀少珍貴的蛋白質(zhì)藥物1982年，美國(guó)食品與藥物管理局批準(zhǔn)了首例基因工程產(chǎn)品人胰島素投放市場(chǎng)，它標(biāo)志著基因工程產(chǎn)品正式進(jìn)入到商業(yè)化階段人生長(zhǎng)激素、表皮生長(zhǎng)因子、腫瘤壞死因子、-干擾素、纖維素酶、抗血友病因子、紅細(xì)胞生成素、尿激酶原、白細(xì)胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因蔬菜轉(zhuǎn)基因蔬菜轉(zhuǎn)基因果樹(shù)轉(zhuǎn)基因果

6、樹(shù)轉(zhuǎn)基因花卉轉(zhuǎn)基因花卉轉(zhuǎn)基因草類轉(zhuǎn)基因草類轉(zhuǎn)基因林木轉(zhuǎn)基因林木1983年世界上第一個(gè)問(wèn)世的轉(zhuǎn)基因植年世界上第一個(gè)問(wèn)世的轉(zhuǎn)基因植物就是抗除草劑煙草。全球第一個(gè)被物就是抗除草劑煙草。全球第一個(gè)被批準(zhǔn)商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因植物是番茄。批準(zhǔn)商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因植物是番茄。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物l 畜牧業(yè)中的應(yīng)用動(dòng)物疫苗、生長(zhǎng)激素等例：從轉(zhuǎn)基因羊的羊奶中提取出治療心臟病的藥物tPAl 種植業(yè)中的應(yīng)用抗化學(xué)除草劑基因轉(zhuǎn)基因西紅柿固氮酶基因人類DNAl 環(huán)境保護(hù)等等蛋白質(zhì)工程就是在對(duì)蛋白質(zhì)的化學(xué)、晶體學(xué)、動(dòng)力學(xué)等結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)蛋白質(zhì)人工改造與合成，最終獲得商業(yè)化的產(chǎn)品“后基因組時(shí)代”將是“蛋白質(zhì)組學(xué)時(shí)代”，即從

7、對(duì)基因信息的研究轉(zhuǎn)向?qū)Φ鞍踪|(zhì)信息的研究，包括研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用，及蛋白質(zhì)相互關(guān)系和作用2.3 蛋白質(zhì)工程n 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代發(fā)酵工程主要指利用微生物、包括利用重組DNA技術(shù)改造的微生物在全自動(dòng)發(fā)酵罐或生物反應(yīng)器中生產(chǎn)某種商品的技術(shù) 現(xiàn)代發(fā)酵工程是生物代謝、微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、大型發(fā)酵罐或生物反應(yīng)器研制、化工原理等密切結(jié)合和應(yīng)用的結(jié)果2.4 發(fā)酵工程n 發(fā)酵工程的應(yīng)用食品藥品精細(xì)化工產(chǎn)品工業(yè)用原料生物降解塑料細(xì)胞工程是指通過(guò)細(xì)胞水平上的篩選或改造，獲得有商業(yè)價(jià)值的細(xì)胞株或細(xì)胞系，再通過(guò)規(guī)模培養(yǎng)，獲得特殊商品的技術(shù)與過(guò)程。細(xì)胞工程包括動(dòng)物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程，它們分別以動(dòng)物細(xì)胞和植物

8、細(xì)胞為主要生產(chǎn)對(duì)象，以細(xì)胞培養(yǎng)為主要過(guò)程和內(nèi)容。2.5 細(xì)胞工程l 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)l 單細(xì)胞藻類培養(yǎng) 一些單細(xì)胞低等植物如單細(xì)胞藻類的大規(guī)模培養(yǎng)成為細(xì)胞工程的重要組成部分 獲得蛋白質(zhì)資源、營(yíng)養(yǎng)食品、精細(xì)化工產(chǎn)品等等細(xì)胞融合細(xì)胞重組雜交瘤技術(shù)3. 克隆克隆 基本概念：又稱無(wú)性繁殖、無(wú)性基本概念：又稱無(wú)性繁殖、無(wú)性生殖、生物放大技術(shù)，是生命的生殖、生物放大技術(shù)，是生命的全息復(fù)制，其下一代和上一代的全息復(fù)制，其下一代和上一代的遺傳信息是完全相同的遺傳信息是完全相同的3.1 克隆羊克隆羊“多莉多莉”3.2 克隆羊“多莉”的產(chǎn)生過(guò)程3.3 克隆人的技術(shù)路線實(shí)驗(yàn) 人胚胎的發(fā)育過(guò)程 1988年，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生院

9、和能源部迄今為止在生命科學(xué)領(lǐng)域最宏大的研究計(jì)劃人類基因組計(jì)劃 主要內(nèi)容是完成人體23對(duì)染色體的全部基因的遺傳作圖和物理作圖，完成23對(duì)染色體上30億個(gè)堿基的序列測(cè)定 以美國(guó)為主，包括英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)多國(guó)科學(xué)家參加的國(guó)際合作計(jì)劃4. 人類基因組計(jì)劃(HGP)人類基因組計(jì)劃主要應(yīng)用了4方面相互配合與補(bǔ)充的研究方法和技術(shù)：核苷酸自動(dòng)測(cè)序儀和測(cè)序譜圖5.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題可能引起生物體內(nèi)一系列未知的結(jié)構(gòu)與功能的變化轉(zhuǎn)基因操作對(duì)生物體的影響會(huì)通過(guò)遺傳傳遞5.1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在的問(wèn)題外源基因引入后，是否會(huì)影響其他重要外源基因引入后，是否會(huì)影響其他重要的調(diào)節(jié)基因，甚至?xí)せ钤┗?？?/p>

10、調(diào)節(jié)基因，甚至?xí)せ钤┗颍縈 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用，是否會(huì)導(dǎo)致難是否會(huì)導(dǎo)致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？以消滅的新病原物出現(xiàn)？M 是否會(huì)造成生態(tài)學(xué)災(zāi)難？是否會(huì)造成生態(tài)學(xué)災(zāi)難？M 人類攝食大量轉(zhuǎn)基因食品人類攝食大量轉(zhuǎn)基因食品，是否會(huì)影響是否會(huì)影響人類及其后代的健康人類及其后代的健康？5.2 克隆人的倫理問(wèn)題M 在克隆階段，如果有關(guān)胚胎發(fā)育的基因重新編排或啟動(dòng)不完全，對(duì)新生兒可能產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果呢？M 兄弟、姐妹、父母、子女？M 器官克隆和干細(xì)胞培養(yǎng)和分化器官，用于醫(yī)學(xué)和臨床治療？5.3 個(gè)人基因信息的隱私權(quán)問(wèn)題人類基因信息利用的倫理、法律和社會(huì)影響計(jì)劃，稱之為ELSI項(xiàng)目： 1、在應(yīng)用和解釋基因信息時(shí)的隱私權(quán)和公正性 2、基因信息由實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嶋H醫(yī)療應(yīng)用的轉(zhuǎn)化 3、人類基因組計(jì)劃參與者相互協(xié)調(diào)和成果發(fā)布 4、公眾與專業(yè)教育5.4 基因治療的應(yīng)用問(wèn)題M 一個(gè)人有權(quán)決定另一個(gè)人的基因結(jié)構(gòu)或未來(lái)命運(yùn)嗎？M 萬(wàn)一這種基因操作失敗了，或者造成了將來(lái)才能發(fā)現(xiàn)的不可