《细胞工程绪论》PPT课件

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三、生物技术的发展历程
☆ 生物技术的发展简史
广义的生物技术源源流长，可以与人类文明史 同样古老。用谷物酿酒、制醋做酱油，已有几千 年的历史。在漫长的历史长河中，人类驯化、培 育了许许多多新品种，但这些都谈不上对生物学 原理和工程技术的自觉运用，因而尚属低级的传 统生物技术。
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二、生物技术的概念
译自英文“Biotechnology”，有人也译为生物工程或 生物工艺学。指通过技术手段，利用生物体或生物过程 来生产有经济价值产品或创造新物种的综合技术
生物技术涉及的内容有狭义和广义两种理解 狭义：指基因重组、细胞融合、固定化酶与细胞、生物反
应器等技术领域。
广义：包括资源、能量、粮食、饲料生产以及为净化环境所 进行的物质分解及发酵技术等。
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2 高技术的领域
目前得到世界各国公认并将列入21世纪重点研究开发 的高技术领域包括：
生物技术 信息技术 新材料技术 新能源技术 海洋开发技术和空间技术（航天、航空技术）
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☆ 相互关系
信息技术是高技术的主导和核心 新材料技术是技术进步的突破口 生物技术是21世纪技术革命的主角
总的发展顺序
△美国的“星球大战”计划 △欧洲共同体的“尤里卡”计划 △日本的“人类新领域研究计划” △经互会成员国的“2000年科学技术进步综合纲要”
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学术界认为：
具有六大基本特征：创新性、智力性、带动性、战 略性、风险性、时效性。
体现在六高：高效益（高额利润）、高智力（创 新性和突破性）、高投入（前期研究开发需大量投 资）、高竞争（时效性，竞争异常激烈）、高风险、 高潜能。
1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型，并进 一步阐明DNA的半保留复制模型。
1961年M.Nirenberg等破译了遗传密码
1972年Berg首先实现了DNA的体外重组，它对人们提供 了一种全新的技术手段，形成了具有划时代意义和战略价 值的现代生物技术。
80年代转基因动物和克隆动物的兴起
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◎第一代生物工程 ◆石器时代后期：我国人民就利用谷物造酒（早期发
酵技术） ◆周代后期：我国人民开始制豆腐、酱、醋等 ◆公元10世纪：我国利用活疫苗预防天花 ◆明代：广泛种植痘苗以预防天花 ◆16世纪：我国医生就了解狂犬病的原因。 ◆在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就开
始啤酒发酵，埃及人则在公元前4000年就开始制造面包。 ◆ 19世纪60年代，法国科学家证实发酵是由微生物引
以信息技术为先导 以新材料技术为基础 以新能源技术为支柱
沿微尺度领域向生物技术开拓，沿宏尺度领域向海洋和空 间技术发展。
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信息技术（主导和核心） 海洋和空间技术 ——— 新材料技术（基础）———生物技术
新能源技术（支柱） （人类活动的疆域） （无生命的三要素） （生命现象）
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第一章 绪论 一、生物技术是世界高技术的主体 细胞工程在整个生物工程中的地位和作用
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◆克隆
◆转基因动物、转基因植物
◆试管婴儿
◆人类基因组计划、后基因组时代
◆生物安全
◆生物多样性
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☆ 一个基因或一个物种可影响一个国家的济济发展； ☆ 一个优良生态群落的建立可以改善一个地区环境； ☆ 一个物种的灭绝可能影响到几十个物种的生存； ☆ 生物技术产业已成为21世纪最主要的支柱产业。
它抗生素和酶制剂 • ◆60年代产生了遗传育种学，其辉煌成就被
誉为“第一次绿色革命” • 上述诸方面还不具备高技术的要素，故只能
被视为传统生物技术。
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◎ 现代生物技术：
70年代末80年代初随着基因重组、细胞和组织培养、酶 的固定化、现代化生物反应器和计算机的应用以及产品分 离、纯化等技术的迅速发展而发展起来，以现代生物学研 究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。
因此，生命科学对当今社会、经济和知识创新都 发挥着重要的、不可替代的作用。
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☆ 20世纪全球最有影响的三大科学计划：
★ 曼哈顿工程（原子弹计划） ★ 阿波罗工程（登月计划） ★ 人类基因组计划
☆ 20世纪生命科学的巨大成就：
★ 第一次革命性进展 ○孟德尔遗传规律的再发现； ○摩尔根的基因论。
★ 第二次革命性进展 ○沃森、克里克提出DNA的双 螺旋结构模型。
★ 第三次革命性进展 ○人类基因组计划和动物克隆
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1 世界高技术的兴起
20世纪80年代以来，在世界新技术革命浪潮日益高涨的 形势下，科学技术发展的一个特别值得注意的动向是发达 国家或国家集团之间的高技术竞争日益激化，都在试图调 整战略，研究对策，提出着眼于21世纪的长远战略措施和 构想。
细胞工程
（cell engineering）
★ 开课目的
☆ 全面了解细胞工程研究方法与技术，弥补细胞 生物学授课、实验学时少的缺陷；
☆ 利用细胞工程学方法和原理，联系生产实际指 导和开展 生产实践活动；
☆ 对(备考)研究生拓宽思路、开阔眼界、提高分 析应变能力。
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四、生物技术的技术领域
学术界（生物学界）普遍将生物技术概括为四大领域，即：
潜力巨大的基因工程
前途广阔的细胞工程
充满希望的酶工程
生机勃勃的发酵工程
后起之秀
生物化学工程
蛋白质工程（第二代基因工程）
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高技术是指那些能带来高经济效益、具有高增值 作用，并能向经济和社会各领域广泛渗透的新技术
也可以说，高技术是新技术中的特别部分，是 第二次世界大战后涌现出的新技术群的核心，是 当今世界经济的制高点，由此开发改变着世界的 面貌，谁能取得高技术优势，谁就能掌握21世纪 的主动权。
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起的，并建立起微生物的纯种培养技术，从而为发酵技 术的发展提供了理论基础，结束了古老的生物技术时代， 使发酵技术纳入科学轨道。
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• ◆20世纪20-30年代，工业上大量发酵生产化 工原料：酒精、乳酸、丙酮、丁醇等。真正意 义上的生物工程正式诞生。
• ◎近代生物工程 • ◆50年代青霉素大规模生产，同时带动了其