現(xiàn)代生物技術概論

現(xiàn)代生物技術概論第一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三生物技術被世界各國視為一項高新技術，它廣泛應用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁、輕工、食品、化工和能源等領域，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術改造和新興產(chǎn)業(yè)的形成，對人類社會生活將產(chǎn)生深遠的、革命性的影響。引言第二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三生物技術概念：生物技術（biotechnology），是指人們以現(xiàn)代生命科學為基礎，結(jié)合其他基礎科學的科學原理，采用先進的科學技術手段，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的。第三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三生物技術的種類生物技術不完全是一門新興學科，它包括傳統(tǒng)生物技術和現(xiàn)代生物技術兩部分。

傳統(tǒng)生物技術：指舊有的制造醬、酒、面包、奶酪、酸奶及其它食品的傳統(tǒng)工藝?，F(xiàn)代生物技術：包括基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程第十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三基因工程基因工程是20世紀70年代隨著DNA重組技術的發(fā)展應運而生的一門新技術。是指在基因水平上操作并改變生物遺傳特性的技術，也稱為DNA重組技術。第十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三細胞工程是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)造新品種的目的，加速繁育動植物個體，或獲得某種有用物質(zhì)的技術。第十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三酶工程酶工程是利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能或?qū)γ高M行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的技術。第十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第二十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵工程是指利用包括工程微生物在內(nèi)的某些微生物或動植物細胞及其特定功能，通過現(xiàn)代工程技術手段生產(chǎn)各種特定的有用物質(zhì)，或者把微生物直接用于某些工業(yè)化生產(chǎn)的一種技術。第二十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第二十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第二十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關系為基礎，通過有控制的修飾和合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)加以定向改造和設計，構(gòu)建并最終生產(chǎn)出性能比自然界存在的蛋白質(zhì)更加優(yōu)良、更符合人類需要的新型蛋白質(zhì)。第二十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第二十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三細胞中的主要物質(zhì)遺傳物質(zhì)（即基因，編碼蛋白質(zhì))蛋白質(zhì)（催化生化反應、構(gòu)成細胞骨架、運輸物質(zhì)等）碳水化合物（提供能量）微量元素（激活或抑制蛋白）水（溶劑）第二十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三

微生物工程菌發(fā)酵工程基因工程蛋白質(zhì)或酶蛋白質(zhì)工程或酶工程產(chǎn)品

動、植物個體或細胞細胞工程

優(yōu)良動、植物品系不同生物技術間相互關系第二十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三生物技術所涉及的學科

現(xiàn)代生物技術是所有自然科學領域中涵蓋范圍最廣的學科之一。它以包括分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等幾乎所有生物科學的次級學科為支撐，又結(jié)合了諸如化學、化學工程學、數(shù)學、微電子技術、計算機科學、信息學等生物學領域之外的尖端基礎學科,從而形成一門多學科互相滲透的綜合性學科。其中又以生命科學領域的重大理論和技術的突破為基礎。

第二十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第二十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三

生物技術所涉及的行業(yè)種類

行業(yè)種類經(jīng)營范圍

疾病治療用于控制人類疾病的醫(yī)藥產(chǎn)品及技術,包括抗生素、生物藥品、基因治療、干細胞利用等診斷臨床檢測與診斷，食品、環(huán)境與農(nóng)業(yè)檢測農(nóng)業(yè)、林業(yè)與園藝新的農(nóng)作物或動物，肥料，生物農(nóng)藥食品擴大食品、飲料及營養(yǎng)素的來源環(huán)境廢物處理、生物凈化、環(huán)境治理能源能源的開采、新能源的開發(fā)化學品酶、DNA/RNA及特殊化學品設備由生物技術生產(chǎn)的金屬、生物反應器、計算機芯片及生物技術使用的設備等第三十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)生物技術

現(xiàn)代生物技術生物技術發(fā)展簡史第三十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)生物技術的產(chǎn)生傳統(tǒng)生物技術應該說從史前時代起就一直為人們所開發(fā)和利用，以造福人類。在石器時代后期，我國人民就會利用谷物造酒，這是最早的發(fā)酵技術?！艄爬系尼勗旒夹g◆巴斯德的發(fā)現(xiàn)

第三十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三理論背景：現(xiàn)代生物技術是以20世紀70年代DNA重組技術的建立為標志的。

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1944年Avery等闡明了DNA是遺傳信息的攜帶者

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1953年Watson&Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)開創(chuàng)分子生物學

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1961年Nirenberg破譯了遺傳密碼,揭開了DNA編碼的遺傳信息是如何傳遞給蛋白質(zhì)這一秘密第三十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代生物技術的誕生1973年加州大學的Boyer等實現(xiàn)了細菌間遺傳物質(zhì)的人工重組，轉(zhuǎn)入一個抗藥基因，使大腸桿菌獲得了抗藥性，第一例DNA重組技術成功第三十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三1978年Genetech公司和洛衫磯Hope市醫(yī)學中心將具有明顯醫(yī)藥實用價值的蛋白質(zhì)胰島素基因?qū)氲紼.coli

中表達成功1980轉(zhuǎn)基因動物首獲成功，美國人得到轉(zhuǎn)人生長激素基因的超級鼠1983年美國人和比利時人將外源基因引入植物中，并穩(wěn)定遺傳1997年第一只克隆羊在英國Rosslyn研究所誕生第三十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三

生物技術的發(fā)展將越來越深刻地影響著世界經(jīng)濟、軍事和社會發(fā)展的進程。

生物技術對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響第三十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三1改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決食品短缺

提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)培育抗逆的作物優(yōu)良品系植物種苗的工廠化生產(chǎn)提高作物品質(zhì)生物固氮，減少化肥使用量

發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)動物的大量快速無性繁殖培育動物的優(yōu)良品系第三十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三第三十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三1改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決食品短缺

提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)培育抗逆的作物優(yōu)良品系植物種苗的工廠化生產(chǎn)提高作物品質(zhì)生物固氮，減少化肥使用量

發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)動物的大量快速無性繁殖培育動物的優(yōu)良品系第三十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三開發(fā)制造貴重的新型藥品疾病的預防和診斷基因治療人類基因組計劃2提高生命質(zhì)量，延長人類壽命第四十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三

解決能源危機生物能源將是最有希望的新能源之一，而其中又以乙醇最有希望成為新的替代能源。

保護環(huán)境人們可以利用微生物凈化有毒的化合物，降解石油污染，清除有毒氣體和惡臭物質(zhì)，綜合利用廢水和廢渣，處理有毒金屬，達到凈化環(huán)境、保護環(huán)境、廢物利用并獲得新的產(chǎn)品的目的。3解決能源危機、治理環(huán)境污染第四十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三

制造工業(yè)原料

利用微生物在生長過程中積累的代謝產(chǎn)物,生產(chǎn)食品工業(yè)原料,種類繁多。

生產(chǎn)貴重金屬

利用微生物的浸礦技術對廢渣礦、貧礦、尾礦、廢礦進行提煉。4制造工業(yè)原料、生產(chǎn)貴重金屬第四十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期三基因工程對微生物的改造是否會產(chǎn)生某種有致病性的微生物，這些微生物都帶有特殊的致病基因，如果它們從實驗室逸出并且擴散，有可能造成類似鼠疫那樣的可怕疾病的流行。轉(zhuǎn)基因作物及食品的生產(chǎn)和銷售，是否對人類和環(huán)境造成長期的影響，擅自改變植物基因是否可能引起一些難以預料的危險。5生物技術的安全及其對倫理、道德、法律的影響第四十三頁，共四