現(xiàn)代生物技術(shù)應用導論——第一章緒論

1、現(xiàn)代生物技術(shù)應用導論第一章緒論第一章 緒 論人之初被精子包圍的卵子胚胎的開始16個星期之后受精卵發(fā)育成初具雛形的胎兒一、生命的本質(zhì)特征生長發(fā)育繁殖與遺傳化學成分的同一性嚴整有序的結(jié)構(gòu)細胞新陳代謝調(diào)節(jié)應激性和運動適應1、生長發(fā)育生物體能通過新陳代謝的作用而不斷的生長、發(fā)育，其中遺傳因素起決定性作用，而外界環(huán)境也有很大影響。2、繁殖與遺傳生物體能不斷地繁殖下一代，使生命得以延續(xù)。生物的遺傳是有基因決定的，生物的某些性狀會發(fā)生變異；沒有可遺傳的變異，生物就不可能進化。生命通過繁殖而延續(xù)，DNA是生物遺傳的基本物質(zhì)。遺傳學家和模特兒3、化學成分的同一性生物體是由蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類、維生素等多種有

2、機分子以及C、H、O、N、P、S等無機元素組成。4、嚴整有序的結(jié)構(gòu)生命的基本單位是細胞。5、新陳代謝生物體不斷地吸收外界的物質(zhì)，在生物體內(nèi)發(fā)生一系列變化，最后成為代謝最終產(chǎn)物而被排出體外。6、調(diào)節(jié)新陳代謝是在高度自動、非常精細的調(diào)節(jié)下進行的。生物體在沒有強烈的外界因素的影響下，有某些機制使其內(nèi)環(huán)境能保持動態(tài)穩(wěn)定性。7、應激性和運動生物接受外界刺激后會發(fā)生反應，生物的運動受神經(jīng)系統(tǒng)的控制。8、適應適應是生物界普遍存在的現(xiàn)象。人口問題是人類社會面臨的極大挑戰(zhàn)截至2005年6月，世界人口已達64.77億2005年1月6日，中國人口總數(shù)達到13億（不包括香港、澳門特別行政區(qū)和臺灣?。s占世界總?cè)丝诘?/p>

3、21糧 食聯(lián)合國糧農(nóng)組織水稻研究所（菲律賓，馬尼拉）研究人員培育的“超級水稻”，在產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量兩個方面均優(yōu)于尋常品種，從而開始綠色革命。健 康80年代，在美國發(fā)現(xiàn)第一例艾滋病，至今美國已有超過100萬的感染者。E.Johnson是洛杉磯湖人隊的球星，1991年被檢查出為HIV病毒陽性。 兩個月時因為輸血感染上艾滋病的男孩資 源礦物能源（石油、煤）必將枯竭，生物能源已在開發(fā)之中。圖為生長在淡水和海水中的一種硅藻。一個20米直徑的水池年產(chǎn)4噸藻類，加工后可得相當于3000升柴油的燃料。環(huán) 境這是最早一份關(guān)于環(huán)境對生物種群影響的研究。工業(yè)化前英國鄉(xiāng)村有很多白色蛾子停在布滿淡色苔蘚的樹皮上，不易被

4、鳥發(fā)現(xiàn)；工業(yè)化之后，黑色蛾子逐漸取而代之，因為黑煙污染了環(huán)境，黑色蛾子更易藏身。工人正向被石油污染的海灘噴灑營養(yǎng)液，促使吃石油的細菌長起來。面對工業(yè)發(fā)展所帶來的越來越嚴重的社會問題人口 糧食 環(huán)境資源 健康 人們意識到要從生命科學中去尋求出路二、從傳統(tǒng)生物學到現(xiàn)代生命科學生命科學能夠迎接21世紀的挑戰(zhàn)生物學經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：描述生物學階段（19世紀中葉以前）實驗生物學階段（19世紀中到20世紀中）創(chuàng)造生物學階段（20世紀中葉以后）（1）描述生物學階段 主要從外部形態(tài)特征觀察、描述、記載各種類型生物，尋找它們之間的異同和進化脈絡。達爾文 物種起源（1859）22歲的達爾文開始貝格爾艦航行當時報

5、紙上刊登的諷刺達爾文的漫畫（2）實驗生物學階段 利用各種儀器工具，通過實驗過程，探索生命活動的內(nèi)在規(guī)律。巴斯德在實驗室曲頸瓶實驗證明“種質(zhì)論”批駁“腐生論”（3）創(chuàng)造生物學階段 分子生物學和基因工程的發(fā)展使人們有可能“創(chuàng)造”新的物種。沃森和克里克在討論DNA雙螺旋模型1953年 Watson（美）與 Crick（英）提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，1962年共獲諾貝爾獎。 1972年第一例基因工程實驗三、現(xiàn)代生物技術(shù)革命生物技術(shù)的定義： 生物技術(shù)是應用自然科學及工程學的原理，依靠微生物、動物、植物體作為反應器將物料進行加工以提供產(chǎn)品來為社會服務的技術(shù)。1、傳統(tǒng)生物技術(shù)主要是通過微生物的初級發(fā)酵

6、來生產(chǎn)商品，包括三個重要步驟：第一步：上游處理過程。第二步：發(fā)酵和轉(zhuǎn)化。第三步：下游處理過程。2、現(xiàn)代生物技術(shù)主要是有效的分離、鑒定、克隆基因的方法；DNA重組技術(shù)使得生物技術(shù)過程中生物轉(zhuǎn)化這個環(huán)節(jié)的優(yōu)化過程變得更加有效；可以人工制造高產(chǎn)量的菌株；植物、動物都可以作為天然的生物反應器，用來生產(chǎn)新的或改造過的基因產(chǎn)物；3、現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢基因操作技術(shù)日新月異，不斷完善；基因工程藥物和疫苗研究與開發(fā)突飛猛進；轉(zhuǎn)基因植物和動物取得重大突破；闡明生物體（目前主要有人類、水稻、擬南芥等）基因組及其編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是當今生命科學發(fā)展的一個主流方向?；蛑委熑〉弥卮筮M展，有可能革新整個疾病的預防和治療領域。蛋白質(zhì)工程是基因工程的發(fā)展。國際上信息技術(shù)的飛速發(fā)展?jié)B透到生命科學領域中，形成了引人注目、用途廣泛的生物信息學。擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的。擬南芥是國際上第一個完成全部基因組序列測定的高等植物。美國于2001年啟動了“2010年計劃”，目標是到2010年確定擬南芥中所有基因的功能。 農(nóng)業(yè)方