《生物技術(shù)概論》緒論-課件

生物技術(shù)概論總論生物技術(shù)概論第一節(jié)：生物技術(shù)的概念第二節(jié)：生物技術(shù)的發(fā)展史第三節(jié)：生物技術(shù)的技術(shù)組成第四節(jié)：生物技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展第一節(jié)：生物技術(shù)的概念第一節(jié)生物技術(shù)的概念第一節(jié)Biotechnology生物技術(shù)的英語(yǔ)含義Bio(生物)Technology(工程、技術(shù))Bioengineering=Biotechnology生物技術(shù)=生物工程

Biotechnology生物技術(shù)的英語(yǔ)含義KarlEreky1878-1952HungarianagriculturalengineerBiotechnologyofMeat,FatandMilkProductioninanAgriculturalLarge-ScaleFarm(1919)甜菜(SugarBeet)“Anyproductproducedfromrawmaterialswiththeaidoflivingorganisms.”“在生物體的幫助下，將原材料轉(zhuǎn)化成任何產(chǎn)品的過(guò)程”KarlEreky“甜菜養(yǎng)豬”的“生物技術(shù)”KarlErekyBiotechnologyofMe古代中國(guó)“釀造”的“生物技術(shù)”糧食醬油、酒……微生物古代中國(guó)“釀造”的“生物技術(shù)”糧食醬油、酒……微生物

AlexanderFleming青霉菌(Penicillium)Fleming“制造青霉素”的“生物技術(shù)”青霉菌青霉素培養(yǎng)基AlexanderFleming青霉菌(Penicill物料生物體產(chǎn)品物料生物體產(chǎn)品不同國(guó)家對(duì)生物技術(shù)的定義

生物技術(shù)是應(yīng)用分子和生物細(xì)胞的工藝來(lái)解決問(wèn)題、進(jìn)行研究、生產(chǎn)產(chǎn)品并提供服務(wù)的一種技術(shù)。美國(guó)2001年

生物技術(shù)是指在自然或人工狀態(tài)下，直接或間接地將科學(xué)和工程學(xué)方法應(yīng)用于有機(jī)體的活體或部分組織，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)和服務(wù)過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新或改進(jìn)現(xiàn)狀的目的。加拿大1997年

生物技術(shù)是一種技術(shù)，它應(yīng)用或模仿了活體有機(jī)物的能力以改變物質(zhì)。日本1999年

利用科學(xué)和工程學(xué)的原理，通過(guò)生物學(xué)方法進(jìn)行材料加工，以及通過(guò)分離、修改和合成，與實(shí)際生物性過(guò)程相關(guān)的基因結(jié)構(gòu)，對(duì)生物材料進(jìn)行處理、加工，以提高生活質(zhì)量。新西蘭1998/1999

以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料，為人類(lèi)生產(chǎn)出所需新產(chǎn)品或達(dá)到某種目的技術(shù)。中國(guó)1986年不同國(guó)家對(duì)生物技術(shù)的定義生物技術(shù)是應(yīng)用分子和

應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠生物作用劑的作用將物料加工以提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)國(guó)際合作發(fā)展組織----1982年生物技術(shù)Biotechonology生物技術(shù)的概念應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠生物作用劑的作用將物自然科學(xué)和工程學(xué)的原理：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等生物作用劑：生物體、組織器官、細(xì)胞、分子等提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)：對(duì)社會(huì)有用的產(chǎn)品或技術(shù)

應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠生物作用劑的作用將物料加工以提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)生物技術(shù)的概念自然科學(xué)和工程學(xué)的原理：生物作用劑：提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)從分子水平闡明生命活動(dòng)規(guī)律分子生物學(xué)為主的基礎(chǔ)學(xué)科生物技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用學(xué)科利用生命規(guī)律制造產(chǎn)品、提供技術(shù)從分子水平闡明生命活動(dòng)規(guī)律分子生物學(xué)為主生物技術(shù)是利用生命規(guī)第二節(jié)生物技術(shù)發(fā)展史第二節(jié)生物技術(shù)發(fā)展的不同階段生物技術(shù)發(fā)展的不同階段傳統(tǒng)生物技術(shù)(遠(yuǎn)古—1900s)經(jīng)驗(yàn)積累階段動(dòng)植物的馴養(yǎng)釀造技術(shù)食品加工技術(shù)傳統(tǒng)生物技術(shù)(遠(yuǎn)古—1900s)經(jīng)驗(yàn)積累階段舊石器時(shí)代：公元前260萬(wàn)年—公元前1萬(wàn)多年。狩獵、采果、捕魚(yú)等傳統(tǒng)動(dòng)植物養(yǎng)殖新石器時(shí)代：公元前1萬(wàn)年—公元前5000多年。發(fā)明了原始農(nóng)業(yè)、養(yǎng)畜業(yè)和手工業(yè)。公元前6000年至公元前2000年的新石器時(shí)期已飼養(yǎng)“六畜”，即馬、牛、羊、豬、狗、雞舊石器時(shí)代：傳統(tǒng)動(dòng)植物養(yǎng)殖新石器時(shí)代：

公元前二世紀(jì)史書(shū)<<呂氏春秋>>云:"儀狄作酒"。漢代劉向編輯的<<戰(zhàn)國(guó)策>>則進(jìn)一步說(shuō)明:"昔者，帝女令儀狄作酒而美，進(jìn)之禹。(禹乃夏朝帝王)"。"有飯不盡，委之空桑，郁結(jié)成味，久蓄氣芳，本出于代，不由奇方?！岸趴祵⑽闯酝甑氖ｏ?，放置在桑園的樹(shù)洞里，剩飯?jiān)诙粗邪l(fā)酵后，有芳香的氣味傳出傳統(tǒng)的造酒業(yè)公元前二世紀(jì)史書(shū)<<呂氏春秋>>云:"儀狄作

啤酒最早起源于西亞，蘇美爾人是釀造啤酒的始祖

葡萄酒的釀造起源于公元前6000年古代的波斯，即現(xiàn)今的伊朗傳統(tǒng)的造酒業(yè)啤酒最早起源于西亞，蘇美爾人是釀造啤酒的始祖

古代中國(guó)人、巴比倫人、埃及人將食物發(fā)酵制造饅頭、面包、酸奶等傳統(tǒng)的食品加工古代中國(guó)人、巴比倫人、埃及人將食物發(fā)酵制造饅糧食酒微生物傳統(tǒng)的“釀造”技術(shù)是人們按照自己的目的制造產(chǎn)品的“生物技術(shù)”糧食酒微生物傳統(tǒng)的“釀造”技術(shù)是人們按照自己的目的制造產(chǎn)品的？發(fā)酵(Fermentation)的含義Fermentation翻涌？發(fā)酵(Fermentation)的含義Fermentati近代生物技術(shù)(1900s-1970s)微生物發(fā)酵工業(yè)階段

荷蘭人列文霍克發(fā)現(xiàn)顯微鏡和微生物

法國(guó)科學(xué)家路易斯·巴斯德發(fā)現(xiàn)微生物參與發(fā)酵微生物單一培養(yǎng)技術(shù)的建立抗生物、氨基酸、化學(xué)品發(fā)酵工業(yè)的建立近代生物技術(shù)(1900s-1970s)微生物發(fā)酵工業(yè)階段1667年，荷蘭人列文霍克發(fā)明了顯微鏡，揭開(kāi)了微生物世界的秘密。AntoniePhilipsvanLeeuwenhoek1632–1723

1667年，荷蘭人列文霍克發(fā)明了顯微鏡，揭路易斯·巴斯德LouisPasteur(1822–1895)法國(guó)著名科學(xué)家“微生物學(xué)之父”“進(jìn)入科學(xué)王國(guó)的最完美無(wú)缺的人”

發(fā)酵工業(yè)的奠基人巴氏滅菌法，拯救法國(guó)的造酒業(yè)蠶病病原體，拯救法國(guó)的養(yǎng)蠶業(yè)自然發(fā)生論的否定炭疽病的疫苗狂犬病疫苗路易斯·巴斯德“微生物學(xué)之父”發(fā)酵工業(yè)的奠基人

立志是一種很重要的事情機(jī)遇只偏愛(ài)那些有準(zhǔn)備的頭腦告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的奧秘吧，我惟一的力量就是我的堅(jiān)持精神路易斯·巴斯德的立志名言立志是一種很重要的事情路易斯·巴斯德的立志名言1860s，啤酒、葡萄酒常常會(huì)變質(zhì)，為法國(guó)的釀酒業(yè)造成巨大損失。1860s，啤酒、葡萄酒常常會(huì)變質(zhì)，為法國(guó)的無(wú)變質(zhì)酵母菌變質(zhì)乳酸桿菌無(wú)變質(zhì)酵母菌變質(zhì)乳酸桿菌

把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里，泡在水里加熱到不同的溫度，試圖即殺死這乳酸桿菌，而又不把葡萄酒煮壞。

最后找到了一個(gè)簡(jiǎn)便有效的方法：把酒放在56℃的環(huán)境里，保持半小時(shí)，就可殺死酒里的乳酸桿菌?！鞍退沟職⒕ā卑褪舷痉ǖ陌l(fā)現(xiàn)把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里，泡在水里加熱到不《生物技術(shù)概論》緒論--課件

建立啤酒酵母分離和培養(yǎng)技術(shù)，用于啤酒生產(chǎn)漢遜EmilChristianHansen(1842–1909)丹麥真菌學(xué)家、發(fā)酵生理學(xué)家布雷菲爾德JuliusOscarBrefeld(1839–1925)德國(guó)植物學(xué)家、真菌學(xué)家

建立了“單一霉菌”純化培養(yǎng)技術(shù)微生物單一培養(yǎng)技術(shù)的建立建立啤酒酵母分離和培養(yǎng)技術(shù)，用于啤酒生產(chǎn)漢遜布雷菲爾德建約瑟夫·李斯特JosephLister(1827～1912)英國(guó)外科醫(yī)生羅伯特·科赫RobertKoch(1843-1910)德國(guó)醫(yī)生和細(xì)菌學(xué)家

建立“細(xì)菌”純培養(yǎng)技術(shù)約瑟夫·李斯特羅伯特·科赫建立“細(xì)菌”純培養(yǎng)技術(shù)純培養(yǎng)：得到無(wú)其他雜菌污染的單一微生物平板畫(huà)線(xiàn)法稀釋到平板法平板涂布法分理出純凈、單一的微生物，對(duì)于發(fā)酵至關(guān)重要純培養(yǎng)：得到無(wú)其他雜菌污染的單一微生物平板畫(huà)線(xiàn)法稀釋到平板法丙酮丁醇梭菌乙酰-CoA縮合乙酰-乙酰-CoA丙酮+CO2丁醇丙酮酸丙酮、丁酸的發(fā)酵工業(yè)20世紀(jì)20年代的丙酮、酒精、甘油和等發(fā)酵工程丙酮丁醇梭菌乙酰-CoA縮合乙酰-乙酰-CoA丙酮+C抗生素發(fā)酵工業(yè)青霉菌(Penicillium)亞歷山大·弗萊明AlexanderFleming(1881–1955)獲得1945年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)抗生素發(fā)酵工業(yè)青霉菌亞歷山大·弗萊明獲得1945年塞爾曼·亞伯拉罕·瓦克斯曼SelmanAbrahamWaksman（1888－1973）獲得1952年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)鏈霉菌(Streptomyces)抗生素發(fā)酵工業(yè)塞爾曼·亞伯拉罕·瓦克斯曼獲得1952年鏈霉菌抗生素發(fā)酵工業(yè)

至今已發(fā)現(xiàn)微生物產(chǎn)生的抗生素約6000個(gè)，有實(shí)用價(jià)值的已有100多種抗生素發(fā)酵工業(yè)

自20世紀(jì)40年代第一個(gè)抗生素–青霉素應(yīng)用以來(lái)，逐漸形成了抗生素發(fā)酵工業(yè)至今已發(fā)現(xiàn)微生物產(chǎn)生的抗生素約6000個(gè)，有1957年，日本用微生物生產(chǎn)谷氨酸成功，如今20種氨基酸都可以用發(fā)酵法生產(chǎn)，建立了氨基酸發(fā)酵工業(yè)氨基酸發(fā)酵工業(yè)1957年，日本用微生物生產(chǎn)谷氨酸成功，如今20種氨基酸氨

菌株篩選發(fā)酵轉(zhuǎn)化下游處理第一步第二步第三步如何篩選到一個(gè)高效、穩(wěn)定產(chǎn)生目的產(chǎn)物的優(yōu)良菌株？發(fā)酵工業(yè)的基本過(guò)程菌株發(fā)酵下游第一步第二步第三步如何篩選到一個(gè)高效、穩(wěn)定傳統(tǒng)篩選菌株的方法和缺陷

自然界分離誘變：物理、化學(xué)

篩選困難穩(wěn)定性差只能用于原核細(xì)胞能否按照目的人工改造生物體？傳統(tǒng)篩選菌株的方法和缺陷自然界分離篩選困難能否按照目的人現(xiàn)代生物技術(shù)(1970s—現(xiàn)在)

基因工程細(xì)胞工程發(fā)酵工程酶工程和蛋白質(zhì)工程現(xiàn)代生物技術(shù)(1970s—現(xiàn)在)基因工程1866年，孟德?tīng)柼岢觥斑z傳單位”的概念1909年，約翰森提出了基因的概念1910年，摩爾根認(rèn)為基因是一個(gè)功能單位基因的發(fā)展歷史1868年，米歇爾分離得到核酸1920s，柯塞爾證實(shí)核酸的化學(xué)成分及基本結(jié)構(gòu)核酸的發(fā)展歷史1928年，格里弗斯發(fā)現(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)化因子可轉(zhuǎn)化細(xì)菌的表型1944年，艾弗里證明了轉(zhuǎn)化因子就是核酸（DNA）1952年，赫希爾和蔡斯進(jìn)一步證明了DNA就是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型1961年，伽莫夫破譯了遺傳密碼子1958年，克里克提出“中心法則”基因工程的發(fā)展歷史1866年，孟德?tīng)柼岢觥斑z傳單位”的概念基因的發(fā)展歷史186

基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA

基因（DNA）可以通過(guò)RNA編碼蛋白質(zhì)

DNA可以在不同生物間轉(zhuǎn)移，并可以改變生物體的表型“中心法則”（CentralDogma）基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA“中心法則”（CentralDo建立基因工程技術(shù)（重組DNA技術(shù)），獲得1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)PaulBerg(1926-)美國(guó)斯坦福大學(xué)基因工程技術(shù)(重組DNA技術(shù))的建立建立基因工程技術(shù)（重組DNA技術(shù)），獲得1980年諾貝爾化學(xué)

利用重組DNA技術(shù)，可以對(duì)不同生物的基因進(jìn)行新的組合，得到性狀發(fā)生改變的新生物。這意味著人類(lèi)可以根據(jù)自己的意愿設(shè)計(jì)新的生物，并把它構(gòu)建出來(lái)。利用重組DNA技術(shù)，可以對(duì)不同生物的基因進(jìn)行MichaelSmith建立基因定位突變技術(shù)，獲得1993年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)KaryB.Mullis建立了PCR技術(shù)，獲得1993年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

應(yīng)用上述方法可以從基因水平改變編碼蛋白質(zhì)的DNA序列，從而制備更為優(yōu)越的蛋白質(zhì)。為蛋白質(zhì)工程的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)MichaelSmith建立基因定位突變技術(shù)，獲得19931838年，德國(guó)植物學(xué)家施萊登(M.Schleiden)和德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施萬(wàn)(T.Schwann)認(rèn)為一切生物都由細(xì)胞組成，細(xì)胞是生命的結(jié)構(gòu)單位。

1858年，德國(guó)病理學(xué)微爾嘯(RVirchow)證實(shí)細(xì)胞只能由細(xì)胞分裂而來(lái)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立1838年，德國(guó)植物學(xué)家施萊登(M.Sch1902年，提出了細(xì)胞全能性的觀(guān)點(diǎn)1904年，建立幼胚的立體培養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)離體幼胚可發(fā)育成苗1925年，種間雜交幼胚獲得成功，得到雜交種1930s，離體的植物組織可以在人工培養(yǎng)基上不斷生長(zhǎng)1960s，原生質(zhì)體原生質(zhì)體在培養(yǎng)過(guò)程中可形成完整植株細(xì)胞工程的發(fā)展歷史植物細(xì)胞1902年，提出了細(xì)胞全能性的觀(guān)點(diǎn)細(xì)胞工程的發(fā)展歷史植物細(xì)胞1907年，用蓋玻片懸滴培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)組織獲得成功1952年，把非洲豹蛙囊胚的細(xì)胞核一到去核的卵母細(xì)胞中，得到了非洲豹蛙的胚胎克隆后代1962年，仙臺(tái)病毒可誘發(fā)細(xì)胞融合，形成多核細(xì)胞，為動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)1967年，完成第一例骨髓移植1975年，雜交瘤技術(shù)的誕生1977年，成功地培養(yǎng)出世界首例試管嬰兒1997年，首次克隆出綿羊“多莉”，而后又克隆出多種動(dòng)物1998年，發(fā)現(xiàn)人類(lèi)生殖干細(xì)胞和成體干細(xì)胞2006年，誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPS,inducedpluripotentstemcells)動(dòng)物和人類(lèi)細(xì)胞細(xì)胞工程的發(fā)展歷史1907年，用蓋玻片懸滴培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)組織獲得成功動(dòng)物和人類(lèi)細(xì)GeorgesJ.F.K?hler，CésarMilstein建立雜交瘤技術(shù)，獲得1984年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)單克隆抗體技術(shù)的建立GeorgesJ.F.K?hler，CésarMilsJohnB.Gurdon，ShinyaYamanaka發(fā)現(xiàn)iPS，獲得2012生理學(xué)和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)iPS技術(shù)的建立JohnB.Gurdon，ShinyaYamanak生物工程的重大歷史事件

傳統(tǒng)生物技術(shù)：古代的人工馴養(yǎng)技術(shù)、釀造技術(shù)、食品加工技術(shù)

近代生物技術(shù)：路易斯·巴斯德(LouisPasteur)發(fā)現(xiàn)微生物參與發(fā)酵過(guò)程

KarlEreky提出“生物技術(shù)”的概念丙酮、丁醇發(fā)酵工業(yè)的興起

AlexanderFleming發(fā)現(xiàn)青霉素，抗生素工業(yè)的興起氨基酸發(fā)酵工業(yè)的興起

現(xiàn)代生物技術(shù)：伯格(PaulBerg)建立了基因工程技術(shù)，獲得1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

MichaelSmith建立基因定位突變技術(shù)，KaryB.Mullis

建立了PCR技術(shù)，獲得1993年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)科勒(GeorgesJ.F.K?hler)米爾斯坦(CésarMilstein)建立雜交瘤技術(shù)，獲得1984年生理和醫(yī)學(xué)諾貝格登(JohnB.Gurdon)山中深彌(ShinyaYamanaka)發(fā)現(xiàn)

iPS，獲得2012年生理和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)生物工程的重大歷史事件傳統(tǒng)生物技術(shù)：古代的人工馴養(yǎng)技術(shù)、釀第三節(jié)生物技術(shù)的技術(shù)組成第三節(jié)現(xiàn)代生物技術(shù)包含的“4大工程”

基因工程

GeneticEngineering(GE)

細(xì)胞工程

CellEngineering(CE)發(fā)酵工程

FermentationEngineering(FE)

酶工程和蛋白質(zhì)工程

EnzymeEngineering(EE)

ProteinEngineering(PE)現(xiàn)代生物技術(shù)包含的“4大工程”基因工程基因工程(geneticengineering)

在分子水平上，用人工方法提取不同生物的遺傳物質(zhì)，在體外切割，拼接形成重組DNA與在體的遺傳物質(zhì)重新組合，再將其引入沒(méi)有該DNA的受體細(xì)胞中，進(jìn)行復(fù)制表達(dá)，產(chǎn)生出符合人類(lèi)需要的產(chǎn)品或創(chuàng)造出新的性狀，并使之穩(wěn)定遺傳給下一代。基因工程(geneticengineering)基因工程(geneticengineering)重組DNA技術(shù)(RecombinantDNATechnology)遺傳工程(geneticengineering)基因克隆(genecloning)分子克隆(molecularcloning)基因操作(genemanipulation)基因工程(geneticengineering)基因細(xì)菌細(xì)胞昆蟲(chóng)植物實(shí)現(xiàn)了基因在不同物種間的轉(zhuǎn)移基因細(xì)菌細(xì)胞昆蟲(chóng)植物實(shí)現(xiàn)了基因在不同物種間的轉(zhuǎn)移《生物技術(shù)概論》緒論--課件1889，德國(guó)醫(yī)生JosefvonMering（1849–1908）和OskarMinkowski（1858-1931）在研究臟器功能時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)切除胰腺的狗可患糖尿病對(duì)糖尿病的認(rèn)識(shí)1916年，英國(guó)醫(yī)生EdwardAlbertSharpey-Schafer（1850-1935）提出在胰腺中存在一種調(diào)節(jié)血糖的化學(xué)物質(zhì)，稱(chēng)為“insulin”，即“島”的意思，說(shuō)明產(chǎn)生于Langerhans組成的胰島1889，德國(guó)醫(yī)生JosefvonMering（184胰島素的分離純化1922年，加拿大FrederickGrantBanting（1891-1941）和JohnJamesRichardMacleod（1876-1935）分離胰島素并用于糖尿病的治療，獲得1922年醫(yī)學(xué)生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。胰島素的分離純化1922年，加拿大FrederickGraBeforeInsulinAges3,15lbs15/12/1922AfterInsulinAges3,29lbs15/12/1923第一個(gè)使用胰島素的男孩-LeonardThompsonBeforeInsulinAfterInsulin第一個(gè)提取300單位胰島素

每個(gè)病人每天需要

40單位胰島素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需要提取300單位胰島素每個(gè)病人每天需要1978年，通過(guò)重組DNA技術(shù)，人胰島素首次在大腸桿菌中合成。1982年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)重組人胰島素在美國(guó)上市，成為首個(gè)基因工程藥物。1978年，通過(guò)重組DNA技術(shù)，人胰島素首次干擾素的克隆表達(dá)1957年，AlickIsaacs和JeanLindenmann發(fā)現(xiàn)干擾素從白細(xì)胞中提取干擾素：1g=6萬(wàn)升血液1986,Hoffmann-LaRoche,Inc.在大腸桿菌中成功制備干擾素-

-2a，產(chǎn)量高達(dá)0.5g/L發(fā)酵液干擾素的克隆表達(dá)1957年，AlickIsaacs和從白細(xì)細(xì)胞工程(cellengineering)

根據(jù)體細(xì)胞的性質(zhì)，應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)的方法，按照預(yù)想的方案，在細(xì)胞水平上進(jìn)行精細(xì)操作，把一種細(xì)胞的染色體或細(xì)胞核等移植到另一種細(xì)胞中去，從而改變細(xì)胞的遺傳特性，達(dá)到改良物種或創(chuàng)造物中新物種的目的。細(xì)胞工程(cellengineering)

細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)

(Cellandtissueculturetechnology)

細(xì)胞融合(Cellfusion)

細(xì)胞重組(Cellreconstruction)

染色體工程(Chromosomeengineering)

細(xì)胞核移植(Nucleartransplantation)

原生質(zhì)體誘變(Protoplastmutagenesis)

干細(xì)胞技術(shù)(stemcelltechnology)

多能干細(xì)胞誘導(dǎo)技術(shù)

(Inducedpluripotentstemcelltechnology)細(xì)胞工程包含的主要技術(shù)細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞工程包含的主要技術(shù)淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)抗原免疫小鼠骨髓瘤細(xì)胞培養(yǎng)脾細(xì)胞（產(chǎn)生抗原）骨髓瘤細(xì)胞（無(wú)限增殖）細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞篩選產(chǎn)生特定抗體的瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞株單克隆抗體淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)抗原免疫小鼠骨髓瘤細(xì)胞培養(yǎng)脾細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞

全抗體：鼠源、嵌合、人源化

抗體導(dǎo)向藥物

雙功能抗體Ig-Fc融合蛋白抗體工程基因工程與細(xì)胞工程的結(jié)合，產(chǎn)生了抗體工程全抗體：抗體導(dǎo)向藥物雙功能抗體Ig-Fc融合蛋白抗體干細(xì)胞技術(shù)具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞分化成多種功能細(xì)胞或組織器官干細(xì)胞

胚胎干細(xì)胞：全能性干細(xì)胞，具有形成完整個(gè)體的分化潛能

成體干細(xì)胞：多能性干細(xì)胞：具有分化出多種組織細(xì)胞的潛能，如造血干細(xì)胞單能干細(xì)胞：只能向一種類(lèi)型或密切相關(guān)的兩種類(lèi)型的細(xì)胞分化

誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞：體細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成的干細(xì)胞干細(xì)胞技術(shù)具有自我復(fù)制和多向分化成多種功能干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞

胚胎干細(xì)胞在疾病治療中具有重要應(yīng)用價(jià)值受精卵是孕育中的人類(lèi)生命體，它存在生存權(quán)父母不能同意就其研究目的而使用胚胎許多國(guó)家禁止使用胚胎干細(xì)胞進(jìn)行研究胚胎干細(xì)胞在疾病治療中具有重要應(yīng)用價(jià)值受精卵是孕育中的人類(lèi)E.唐納爾·托馬斯E.DonnallThomas(1920–2012)發(fā)現(xiàn)并首次完成的骨髓移植及血液干細(xì)胞移植獲得1990年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。多能性干細(xì)胞—造血干細(xì)胞的應(yīng)用E.唐納爾·托馬斯發(fā)現(xiàn)并首次完成的骨髓移植及血液干細(xì)胞移植獲造血干細(xì)胞移植技術(shù)造血干細(xì)胞移植技術(shù)JohnB.Gurdon，ShinyaYamanaka發(fā)現(xiàn)iPS，獲得2012生理學(xué)和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)T導(dǎo)的多能干細(xì)胞(iPS)的發(fā)現(xiàn)JohnB.Gurdon，ShinyaYamanakiPS技術(shù)不使用胚胎細(xì)胞或卵細(xì)胞，因此沒(méi)有倫理學(xué)的問(wèn)題避免了成體肝細(xì)胞的復(fù)雜分離、培養(yǎng)過(guò)程利有iPS技術(shù)可以用病人自己的體細(xì)胞制備專(zhuān)有的干細(xì)胞，所以不會(huì)有免疫排斥的問(wèn)題誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)的優(yōu)點(diǎn)iPS技術(shù)不使用胚胎細(xì)胞或卵細(xì)胞，因此沒(méi)有倫理學(xué)誘導(dǎo)多能干iPS技術(shù)的應(yīng)用iPS技術(shù)的應(yīng)用發(fā)酵工程(FermentationEngineering)

利用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物或哺乳動(dòng)物細(xì)胞的特殊功能生產(chǎn)有用的物質(zhì)，或直接將微生物或哺乳動(dòng)物細(xì)胞用于工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)。傳統(tǒng)的發(fā)酵工程=微生物工程現(xiàn)代發(fā)酵工程還包括哺乳動(dòng)物細(xì)胞發(fā)酵工程發(fā)酵工程(FermentationEngineering)優(yōu)良的菌種或工程細(xì)胞株自然界中分離人工誘變基因工程、細(xì)胞工程菌種活化固(液體)大規(guī)模發(fā)酵生物反應(yīng)器擴(kuò)大培養(yǎng)產(chǎn)品純化發(fā)酵工程的基本流程純化技術(shù)優(yōu)良的菌種或工程細(xì)胞株自然界中分離菌種活化固(液體)大規(guī)模發(fā)酶工程(EnzymeEngineering)

在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的地物原料轉(zhuǎn)化成所需物質(zhì)的技術(shù)化學(xué)酶工程自然酶化學(xué)修飾酶固定化酶化學(xué)人工酶生物酶工程克隆酶突變酶固定化酶新酶酶工程(EnzymeEngineering)蛋白質(zhì)工程(ProteinEngineering)

以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，借助計(jì)算機(jī)分子圖像和輔助設(shè)計(jì)。通過(guò)有控制的基因修飾和基因合成，再結(jié)合基因工程途徑，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行定向項(xiàng)改造，設(shè)計(jì)、構(gòu)建并最終產(chǎn)生出性能比自然存在的蛋白質(zhì)更加優(yōu)良、更符合人類(lèi)社會(huì)需要的新型蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程(ProteinEngineering)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究確定需要改變的氨基酸定位突變或聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）從基因上改變密碼子基因工程制備新蛋白應(yīng)用蛋白質(zhì)工程的流程蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究確定需要改變的氨基酸定位突變或聚合酶生物技術(shù)各工程之間的相互關(guān)系基因工程細(xì)胞工程轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)工程定位突變PCR基因合成酶工程發(fā)酵工程提供優(yōu)良的種子為種子生長(zhǎng)提供優(yōu)良的環(huán)境純化精制產(chǎn)品和應(yīng)用上游工程下游工程純化精制技術(shù)生物技術(shù)各工程之間的相互關(guān)系基因工程細(xì)胞工程轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)工程第四節(jié)生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用第四節(jié)醫(yī)藥生物技術(shù)(診斷、治療)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)(提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì))工業(yè)生物技術(shù)(制造工業(yè)產(chǎn)品）環(huán)境生物技術(shù)(降解污染物）海洋生物技術(shù)(開(kāi)發(fā)海洋產(chǎn)品）能源生物技術(shù)(制造能源，如生物柴油等)軍事生物技術(shù)……生物技術(shù)醫(yī)藥生物技術(shù)(診斷、治療)生物技術(shù)R-紅色生物技術(shù)—醫(yī)藥生物技術(shù)1982年，重組胰島素上市，多種重組蛋白、單克隆抗體、疫苗類(lèi)藥品上市G-綠色生物技術(shù)—農(nóng)業(yè)生物技術(shù)1996年，轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和油菜相繼上市W-白色生物技術(shù)—工業(yè)生物技術(shù)2000年聚乳酸上市生物產(chǎn)業(yè)Bio-industryR-紅色生物技術(shù)—醫(yī)藥生物技術(shù)G-綠色生物技術(shù)—農(nóng)業(yè)批準(zhǔn)上市的部分基因工程藥物類(lèi)別名稱(chēng)適應(yīng)癥干擾素IFN-α1b慢性肉芽腫；骨硬化病IFN-α1a多發(fā)性硬化癥復(fù)發(fā)感染IFN-α2a毛細(xì)胞白血??；丙型肝炎IFN-α2b毛細(xì)胞白血??；乙型肝炎IFN-β多發(fā)性硬化癥IFN-γ風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎白細(xì)胞介素IL-2惡性腫瘤IL-11化療引起的血小板減少癥集落刺激因子GM-CSF化療引起的中性粒細(xì)胞細(xì)胞減少癥G-CSF化療引起的中性粒細(xì)胞細(xì)胞減少癥EPO慢性腎衰性貧血激素GHRF生長(zhǎng)激素缺乏癥GH生長(zhǎng)激素缺乏癥FSH女性不孕癥Insulin糖尿病生長(zhǎng)因子EGF傷口愈合bFGF傷口愈合批準(zhǔn)上市的部分基因工程藥物類(lèi)別名稱(chēng)適應(yīng)癥干擾素IFN-α1b批準(zhǔn)上市應(yīng)用的治療性抗體類(lèi)藥物批準(zhǔn)上市應(yīng)用的治療性抗體類(lèi)藥物Biopharmaceuticalapprovalnumbersfrom2006to2009.Thetentop-sellingbiopharmaceuticalproductsin2009蛋白質(zhì)藥物的批準(zhǔn)數(shù)量和市場(chǎng)情況NatBiotechnol.2010;28(9):917-24.BiopharmaceuticalapprovalThe農(nóng)業(yè)生物技術(shù)進(jìn)展轉(zhuǎn)基因作物：商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因作物有50多種，2011年全球共有29個(gè)國(guó)

家種植，種植面積達(dá)到1.6

億公頃，占全球耕地的10％

提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)（抗蟲(chóng)、抗病、抗除草劑等）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：改良動(dòng)物品質(zhì)，瀕危物種的保護(hù)動(dòng)物反應(yīng)器—制備藥品農(nóng)業(yè)生物技術(shù)進(jìn)展轉(zhuǎn)基因作物：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：《生物技術(shù)概論》緒論--課件植物藥廠(chǎng)提取藥物直接食用植物藥廠(chǎng)提取藥物+含有乙肝表面抗原的轉(zhuǎn)基因西紅柿=+含有乙肝表面