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现代生物技术 ppt课件

④ 有目的产品: 目的产品有三新特征: 新遗传功能、新遗传性状、新物种。要有合乎人类所需的工业、农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段传统生物技术现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程有性繁殖，转基因技术：
细胞工程转基因药物转基因动植物无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围，从发酵罐发展到细胞、植物及动物个体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术从单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品，该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。

清华大学现代生物学导论 -绪论

征文：
题目：生命科学——我的科学或：生命科学时代——我的时代 500－1000字范文发表
课外活动小组
1 特别喜爱生命科学；2 作文能力和书面语言表达能力强，特别喜爱生命科学；2 作文能力和书面语言表达能力强，曾在作文竞赛中获奖；3 曾在作文竞赛中获奖；3 在中学时生物学课程学习成绩好； 4 英文阅读能力强；5 擅长网页制作；6 擅长美术绘图；英文阅读能力强；5 擅长网页制作；6 擅长用绘图软件绘图；7 擅长美术创意或漫画；8 擅长用绘图软件绘图；7 擅长美术创意或漫画；8 喜欢上网、摄影等；其他特长。摄影等；其他特长。
胞4细胞器分子4原子细胞器4分子原子
生命科学是实验科学
脏肌肉收缩）乙酰胆碱电流刺激诺贝尔奖控制和启动肌肉的收缩
Loewi 迷走神经复活节小夜曲
心脏跳动（心 “迷走素”
神经系统分泌化学物质作为信号
What
Why
Which
and How
1.5 展望与预测展望与预测： Potato Tomato 生物技术光合作用 Tobacco 茄科植物
现代生物学导论
现代生物学导论
主讲：吴庆余教授王喜中教授阎永彬博士
大家好！ Welcome to
the study of biology 1 绪论—生物及生命科学
1.1 什么是生命？
生命的特征是物的基本组成单位（病毒除外）
生命（生物体）的基本特征
探索生命奥秘，其乐无穷
当今世界，最富有挑战性的学科当今世界，最富有挑战性的学科课题的难度、复杂性、高新技术与理论、意义 2001年国际十大科技新闻 2001年国际十大科技新闻 4/10 纳米技术 Science 主编

现代微生物生物技术考试

现代微生物生物技术期末考试第一章绪论1、生物技术（Biotechnology）：指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。

生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。

基因工程和发酵工程是现代生物技术的核心。

第二章微生物分子遗传学基础1、基因组：是指单倍体细胞中所含的全套遗传物质（包括编码序列和非编码序列）。

2、复制起点：复制起点是启动复制的序列，能与专门的RNA聚合酶结合，合成复制需要的RNA引物或某种与复制有关的蛋白，并与该蛋白结合使DNA聚合酶启动复制。

3、启动子概念：基因上游邻接编码区的一段核苷酸序列，它被DNA依赖的RNA聚合酶所识别并结合，继而启动转录。

转录常常就在启动子序列内启动。

特点：1）原核生物的启动子有-10区的TATAAT序列（TATA box或Pribnow box）和-35区（TTGACA），-35区被认为跟RNA聚合酶的识别有关，称为识别区，一般-10区和-35区相隔16-18bp。

2）真核生物的启动子真核生物基因的启动子有些在-25至-30位置有一个典型的序列TATAAAT，即TATA box，这类启动子能够被RNA pol II识别，与酶识别有关的另一位区在-70至-80处，常发现序列GGCCAATCT，称为CAAT盒（有些启动子没有此序列）。

4、增强子概念：在真核基因中，启动子并不一定能独立工作。

在有些基因中，启动子的活性需依赖另一些DNA片段。

这些能够增强启动子在转录过程中作用的DNA 片段称增强子。

特点：（1）有一核心序列：GGTGTGGTTT；（2）不需固定的位置,启动子与转录起点的距离是相对稳定的，而增强子可以接近转录起点也可远离；（3）可作用于任何方向，它可以在基因的5’-端上游，也可在3’-端下游，对启动子影响一样；（4）有组织细胞专一性，某类增强子只在某种组织或细胞中起作用；（5）一个增强子可对几个启动子产生影响；（6）增强子可存在于内含子中。

现代生物技术导论

现代生物技术导论第一章绪论1.1 生命与生命科学生命及其过程特征生命系统的等级结构生命科学的地位地球生物：100多万种动物，40多万种植物，10多万种微生物，多种多样，形态各异，种类繁多，数量巨大，目前估计约500-5000万个物种。

对生命的思考是人类理性思维中最富有挑战性，最有吸引力的问题之一。

如：什么是生命？什么时候开始形成生命？生命是如何形成的？生命世界又何以如此千姿百态？1.1.1 生命及其过程特征机械论：有机体不是别的，只是机械装置，其运动可用力学、物理学和化学定律来解释。

活力论：生物有机体中的一些过程并不遵从化学和物理学定律。

生物学家是唯物论者，但不接受17世纪的机械论。

把生命归结为物质/东西似乎太简单，且不尽合乎人理性。

此外，生命还具有其社会属性。

热力学第二定律对生命的描述：生命是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统，其演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。

生物物理学三要素——物质、能量、信息：在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。

生物学角度：生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子、多层次的复杂体系，具有不断自我更新(生长发育)、繁殖后代以及对外界产生应答的能力，是一种过程，是一种现象。

生命的过程特征1、生长与发育2、新陈代谢与应激适应性3、繁殖与遗传4、严整有序的结构与自我平衡调节5、化学成分的同一性与凸现性6、社会性与多样性7、性质属性生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。

化学成分的同一性与凸现性：组成人体的元素约20多种，核酸由5种核苷酸组成，各种生物的遗传密码是统一的，翻译后生成由20种氨基酸组成的蛋白质。

虽然单个化学成分组成了生物体，但不是简单的相加和综合，而是具有凸现性，即表现出单个组分所没有的性质。

社会性与多样性：没有一种生命是只由一个个体组成的，因此生命表现出群居的社会性。

第一章-现代生物技术

▪ 生物催化合成已成为化学品合成的支柱之一,可以生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料
——传统化学法由丙烯腈合成丙烯酰胺,转化率仅为 97 %～98 %。由化学法合成的丙烯酰胺聚合生成的聚丙烯酰胺分子质量很难超过1 200万。而采用生物法即采用丙烯腈水合酶催化合成,丙烯酰胺转化率达99. 99 % 以上,比化学法成本低10 %以上。由于丙烯酰胺纯度高,聚合生成的聚丙烯酰胺分子质量可达到2 000 万,可成功用于油田三次采油
现代生物技术
本章主要内容
一、生物技术的含义二、生物技术的产生和发展三、现代生物技术的应用与前景
一、生物技术的含义
1.1 对科学和技术的理解 1.2 生物学与生物技术 1.3 生物技术的主要内容
1.1 对科学和技术的理解
科学与技术及工程的关系
人类在实践中发现的客观规律称之为“科学”。当人们运用这些规律去创造出成果时需要经过三个转化过程。第一个转化是应用规律去发明一些称之为“技术”的方法和手段（如工具、设备）；第二个转化是运用技术去设计出要求的工作目标，被称为“工程”；第三个转化是按照设计好的目标去实施之，创造出物质化成果。
▪ 生物技术的上、中、下游过程
上游过程：反应前的加工，最重要的是提供和制备高产优质和足够数量的生物催化剂；即应用常规选育、基因工程、细胞工程和酶工程手段获得优良菌株、细胞系或固定化的菌体等
中游过程：生物反应器为中心下游过程：反应后的工序，从反应液中提取目的产
物加工精制成合格产品
▪ 传统生物工程与现代生物工程的区别
时期
名称
采用技术
附加值
第一代产品啤酒、苹果酒，发酵自然发酵面包、醋等
低、中

现代生物技术概论1

现代生物技术概论1
现代生物技术是指以生物学为基础，运用化学、物理学、细胞
学等多学科知识，研究和利用生物体内生物分子、细胞和生命过程，从而创造生产、保护环境、防治疾病等方面的新技术和新产业。

生物技术是人类在现代科学技术和经济发展压力下迫切需要的
重要技术之一，其应用领域越来越广泛，包括医学、农业、环保、生态保护等。

生物技术已经成为了世界各国热门的科技发展方向，在全球范围内有着广泛的应用和推广。

在医学领域，生物技术的应用开创了“精准医疗”的新时代，通
过对人体基因、蛋白质、细胞等多个方面的研究，对复杂疾病的
预留、诊断、治疗、康复等方面都有着重要的贡献。

生物技术的
发展，将会推动众多疾病的根本治疗，为人们带来更健康的生活。

在农业领域，生物技术也为解决全球人口增加和农产品供给不
足等问题提供了新的途径。

通过基因工程、组织培养和种苗改良
等技术手段，使植物更加耐病、耐旱、耐寒、抗虫等，提高了农
作物产量和品质，帮助农民解决了很多实际问题。

在环境保护领域，生物技术的应用有助于处理废水、污泥和垃
圾等垃圾问题，达到减少环境污染，保护地球可持续发展的目的。

总之，在人类社会发展进程中，生物技术是一项极为重要的科技，可以带给我们许多新的治疗方法、农作产品以及环保措施等。

我们应该以开发为导向，推动生物技术的创新与发展，在未来的
日子里，迎接更广泛、更深入、更实效的生物技术的应用与发展。

现代生物技术导论——第一章绪论

2、现代生物技术
• 主要是有效的分离、鉴定、克隆基因的方法； • DNA重组技术使得生物技术过程中生物转化
这个环节的优化过程变得更加有效； • 可以人工制造高产量的菌株； • 植物、动物都可以作为天然的生物反应器，用
来生产新的或改造过的基因产物；
3、现代生物技术的发展趋势
• 基因操作技术日新月异，不断完善； • 基因工程药物和疫苗研究与开发突飞猛进； • 转基因植物和动物取得重大突破； • 阐明生物体（目前主要有人类、水稻、拟南芥
1972
年第一例基因工程实验
三、现代生物技术革命
生物技术的定义：生物技术是应用自然科学及工程学的原
理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。
1、传统生物技术
• 主要是通过微生物的初级发酵来生产商品，包括三个重要步骤：
• 第一步：上游处理过程。 • 第二步：发酵和转化。 • 第三步：下游处理过程。
• 拟南芥是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物。
• 美国于2001年启动了“2010年计划”，目标是到2010年确定拟南芥中所有基因的功能。
农业方面
• 遗传育种——农作物、畜牧业的优良品种
• 无籽西瓜
医药卫生方面
• 干扰素
细菌造雪
• 美国科学家发现假单胞菌能在寒冷的环境中将水雾凝结成雪花。
化学化工学院主讲教师：黄磊
第一章绪论
人之初
被精子包围的卵子胚胎的开始
16个星期之后
受精卵发育成初具雏形的胎儿
一、生命的本质特征
• 生长发育 • 繁殖与遗传 • 化学成分的同一性 • 严整有序的结构——细胞 • 新陈代谢 • 调节 • 应激性和运动 • 适应

现代生命科学绪论

• 遗传保持了物种的相对稳定 • 变异产生新的性状，导致物种的发展变化。
遗传学家和模特儿
一生命的基本特征
4、生物具有个体发育和系统进化的历史
• 任何生物体在其一生中都要经历从小到大的生长过程，这是由于同化作用大于异化作用的结果。单细胞生物的生长主要是依靠细胞体积与重量的增加。多细胞生物的生长，主要的是依靠细胞的分裂来增加细胞的数目；
适应性
定义
• 生命是具有以上共同特征的物质存在形式
炭疽杆菌
银杏(Ginkgo biloba L.)
红嘴巨嘴鸟
图解
定义
生命科学(life sciences)是研究生物体及其活动规律的科学，
广义的生命科学还包括生物技术、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。
1、生物学的发展历史
• 单细胞：趋性 (taxis)
植物：不平衡的生长运动（即向性，tropism）
• 高等动物：感受器和反应器
• 反应的结果使生物“ 趋吉• 生物对其居住环境的适应
生命（生物体）的基本特征
▪ 细胞是生物的基本组成单位（病毒除外） ▪ 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能 ▪ 生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质 ▪ 生物具有个体发育和系统进化的历史 ▪ 生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境具有
在那些方面？
生命科学必须和物理科学、工程科学等其他学科相结合
21 世纪是生物的世纪，但生物学要有大突破必须寻求物理学科等其他学科的支持。
细 DNA呈丝状，无染色体结构
胞实例：细菌、蓝藻、支原体、衣原体等
一生命的基本特征
2、新陈代谢?、生长和运动是生命的基本功能

生物技术概论绪论

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生物技术树

生物技术是一门多学科互相渗透的综合性学科生物技术有广阔的应用前景
各行业的财政支持
1% 4% 13% 8% 5% 农业（植物）农业（动物）化学/食品健康其他能源/环境
69%
现代生物技术的应用（一）
1、在农业生产上的应用

转基因技术生产培育抗逆作物：如抗寒、抗盐、抗病虫害
杂交水稻

利用不育系，保持系和恢复系培养出的高产水稻

解决了全中国人的粮食危机
转基因抗虫水稻

在水稻中转入抗虫基因如Bt 基因培育成抗虫水稻 Bt基因：苏云金杆菌 (Bacillus thuringiensis,Bt)毒蛋白是苏云金杆菌在形成芽孢时产生的一种蛋白质，以结晶出现，称为伴孢晶体 (parasporal protein crystal)。这种毒蛋白对鳞翅目昆虫有特异的毒性作用。
1、先进的工程技术手段：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生物分离工程 2、改造生物体：获得优良质量的动物、植物或微生物品系 3、生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程中产生的能利用的物质，如淀粉、糖蜜、纤维素等有机物，也包括一些无机化学品，甚至某些矿石。 4、为人类生产出所需产品：粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等。 5、达到某种目的：包括疾病的预防、诊断与治疗和食品的检验以及环境污染的检测和治理等。
1、基因工程细胞（细菌）的构建 1）目的基因的分离 2）高效表达工程菌株/细胞株的构建 3）表达产物的鉴定 4）工程菌株/细胞株培养和遗传稳定性研究 2、实验室小量生产 1）表达产物有效成分的纯化 2）有效成分理化和生物学特性的鉴定 3）产品制备工艺和质量检定的条件和方法 3、中试生产（培养规模、产率、纯化得率、纯度、效价） 1）其表达量不能低于小试水平 2）连续三批的产量要能够做临床前研究、质量检定和Ⅰ-Ⅱ期临床试验用 3 ）中试确定后不能再做大的变动，要有详细的操作规程和质量指标（效价、纯度、理化特性）

现代生物技术讲义

现代生物技术讲义一、现代生物技术Biotechnology什么是现代生物技术？现代生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。

这门技术内涵十分丰富它涉及到：对生物的遗传基因进行改造或重组，并使重组基因在细胞内表达，产生人类需要的新物质的基因技术（如“克隆技术”）；从简单普通的原料出发，设计最佳路线，选择适当的酶，合成所需功能产品的生物分子工程技术：利用生物细胞大量加工、制造产品的生物生产技术（如发酵）；将生物分子与电子、光学或机械系统连接起来，并把生物分子捕获的信息放大、传递。

转换成为光。

电或机械信息的生物耦合技术；在纳米（即百万分之一毫米）尺度上研究生物大分子精细结构及其与功能的关系。

并对其结构进行改造利用它们组装分子设备的纳米生物技术：模拟生物或生物系统。

组织、器官功能结构的仿生技术等等。

现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。

就其应用领域，可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。

现代生物技术（基因工程）的特点：（１）能打破物种之间的界限。

在传统遗传育种的概念中，亲缘关系远一点的物种，要想杂交成功几乎是不可能的，更不用说动物与植物之间、细菌与动物之间、细菌与植物之间的杂交了。

但基因工程技术却可越过交配屏障，使这一切有了实现的可能。

（２）可以根据人们的意愿、目的，定向地改造生物遗传特性，甚至创造出地球上还不存在的新的生命物种。

同时，这种技术对人类自身的进化过程也可能产生影响。

（３）由于这种技术是直接在遗传物质核酸上动手术，因而创造新的生物类型的速度可以大大加快。

（一）、基因工程genetic engineering——核心基因工程也称为遗传工程，是生物技术的主体技术。

生物工程与技术导论(第一章绪论)

➢ 生物工程和生物技术相结合，广泛应用于制造业、农业、医药、环保、食品加工、能源等多个领域。生物工程和技术在这些领域的具体运用，我们会在后面进行详细介绍。
生物工程与技术导论
课程介绍
课程目的：了解和掌握现代生物技术的基本概念、发展历史、研究内
容与现状以及未来的发展前景，为后续更深入的专业学习建立基础和培养兴趣。课程内容：
目录总共有12章，内容涉及生物工程与技术的五个方面，基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、以及发酵工程等内容。课程要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
霉素、氯霉素、四环霉素等）、氨基酸（谷氨酸、赖氨酸）、酶制剂等； ✓ 酱油、醋、啤酒、面包、奶酪等传统食品； ➢ 主要集中在上游处理工程、反应器设计和下游纯化过程方面。在上游处理工程中采用化学诱变、紫外线照射的方法产生突变体以改良菌种，但这种方式，过程复杂、耗时长，需要进行大量的筛选和检测工作。存在很大的局限性。随着现代生物技术的发展，这一情况有了根本性改变。
生物技术的发展：早期酿造技术时期
➢ 我国在石器时代后期用谷物为原料酿酒。
➢ 公元前二世纪史书《吕氏春秋》：仪（yi)狄(di)作酒，夏禹时代司掌造酒的官员。仪狄作酒醪，杜康作秫(shu)酒。
➢ 汉代酿酒作坊，属于发酵酒。
➢ 蒸馏酒起源明代医学家李时珍，在《本草纲目》中“ 烧酒非古法也，自元时始创。其法用浓酒和糟，蒸令汽上，用器承取滴露，凡酸坏之酒，皆可蒸烧”。
马兜duo铃酸之所以致病，是因为它能够紧密结合在 DNA 上，导致在细胞复制的时候，容易把 T 变成 A，A 变成 T（DNA 用 T，C，G，A 四个碱基编码生命），也就是「马兜铃酸突变」。
关木通、广防己、马兜铃、汉中防己、朱砂莲、天仙藤、青木香、寻骨风等。可能含马兜铃酸的中成药包括安阳精制膏、大黄清胃丸、导赤丸、妇科分清丸、小儿金丹丸、跌打丸、龙胆泻肝丸、冠心苏合丸、八正散、分清止淋丸、排石丸/排石中药汤剂、耳聋丸、清血内消丸、甘露消毒丸、百消丸、复方珍珠暗疮片等。

生命科学概论第一章

细菌保护古建筑
无法假冒的生物笔
利用在墨水中加入含有特定序列的 DNA片段，使别人无法假冒你的墨迹。
20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化，现已聚集起更大的力量，酝酿着更大的突破走向21世纪。生命科学的发展和进步也向数学、物理学、化学、信息、材料及许多工程科学提出了很多新问题、新思路和新挑战，带动了其他学科的发展和提高，生命科学将成为21世纪的带头学科。
新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能
物理运动—化学运动—生命运动最高级运动形式 ATP
有机质分解
有机质合成
⑷应激性和运动
–生物接受外界刺激后会发生反应。生物的运动受神经系统的控制。
生物对外界可产生应激反应，对环境有适应性
⑸内稳态
–生物体在没有强烈的外界因素的影响下，有某些机制使其内环境能保持动态稳定性。
⑸ 米勒的实 ----生命起源于无机物
验
有关于“生命的本质”的一些观点和理论
生机论：将生物现象归结为一种非
物质的“活力”
机械论：将生命现象简单的归结为
物理和化学的过程——一架结构极其复杂的机器
还原论：生物的一切都可用
分子和分子相互作用的规律来说明。
整体论
：生物各组成部分规律加起来不等于整体的规律。
生命起源之谜
有关于“生命的本质”的
一些观点和理论生命的本质特征
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命的定义
从生物学角度的定义
从物理学角度的定义
从生物物理学角度的定义

自然科学概论-生命科学与生物技术1(PRINT)

13
形状与大小各异的细胞
14
合成，最终装配新子代病毒
细胞进行核酸复制和蛋白质
通
必
过
需
吸
寻
附、侵入、制
找易感宿主细胞
病毒 — 非细胞型微生物
15
流转于生与死之间
平时是毫无活力的晶体；平时是毫无活力的晶体；一旦进入宿主，一旦进入宿主，立即活跃异常
9
微生物工程
• 微生物工程又称为发酵工程，是大规模发酵生产工艺的总称，就是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。
10
生物学发展的趋势
多少世纪以来，生物学研究的主体一直是观察和认识生命世界的多样性。二十世纪七十年代之后，从生命现象的表面观察日益深入到对生命活动本质的阐明。这是一个漫长的过程，也是生物学在21世纪的主要任务。这一任务的完成将产生统一的生命观和统一的生物学。
形成细胞类型染色体复制次数细胞分裂次数形成子细胞数目染色体数目变化
体细胞染色体复制一次，染色体复制一次，细胞分裂一次
生殖细胞染色体复制一次，染色体复制一次，细胞连续分裂两次
2个个 1个卵或个精子个卵或4个精子个卵或亲子细胞染色体数目相等染色体数目减一半 2N 2N 2N N 无同源染色体的联会、无同源染色体的联会、交叉互换、交叉互换、分离等行为同源染色体在第一次分裂发生 31 联会、交叉互换、联会、交叉互换、分离等行为
作为一们重要的自然科学学科，生命科学的发展大致经历了三个主要的阶段：从古代到16世纪左右从古代到16世纪左右 16 的准备和奠基时期；这是生命科学的准备和奠基时期；

生物工程(新)-第一章绪论

传统的酶工程主要是指天然酶制剂在工业上的大规模生产与应用。随着科学的发展，尤其是基因工程技术的日趋完善，为酶工程赋予了新的内容，特别是利用DNA操作技术，修饰改造酶分子的结构或活性位点、酶与底物作用位点，重组酶的生产，模拟酶的人工设计与合成等成为新的内容。
4 细胞工程
利用工程学原理进行细胞生物学的基础研究和制造使用活细胞的产品，如组织工程和生物加工工程。前者是利用移植的细胞、骨架、DNA、蛋白质或蛋白质片段替代或修复已受伤或损坏的组织和器官；后者是利用活细胞生产生物医药产品。细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖目的：获得新性状、新个体、新物质
生物技术是指，人们运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工、产品生产和社会服务的新兴技术领域。
特征： 21世纪最具潜力的高新技术多学科、交叉、综合的技术影响最为深远最广泛的技术
2 生物技术与生物工程的关系
生物化学微生物学
四分类
传统生物技术：酿酒、制醋、做酱
工业生物发酵技术：抗生素发酵、氨基酸发酵等现代生物技术：基因工程
生物工程的上中下游
上游：菌种，基因工程，分子生物学，遗传学
中游：微生物发酵工程，动植物细胞、海洋生物培养
下游：生化分离工程
五生物技术的应用领域
医药：
生物制药；基因治疗；人工器官
5
发酵工程
现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用DNA重组技术改造的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术。现代发酵工程是生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理等密切结合和应用的结果。

现代生物技术-第1讲

传信息以密码形式编码在核酸分子上
• 20世纪初，核酸中的碱基大部分由科塞尔及其同事所鉴定。
• 1912年列文提出核酸中含有等量的４种核苷酸，核酸是由四核
苷酸单位聚合而成。
• 1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫测定了DNA中4种碱
基的含量，DNA双螺旋结构发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数
量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。
核糖
脱氧核糖
胞嘧啶C
胸腺嘧啶T
尿嘧啶U
鸟嘌呤G
腺嘌呤A
严格的T=A, C=G依赖氢键连接螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm
DNA双螺旋结构与复制
• 从特定的起点开始，称之为复
制起始点，从起始点双链DNA
解旋，形成复制交叉
• 半保留复制 • 高度忠实性，DNA聚合酶具有自我矫正功能
基因工程
• 1974年，科恩（Cohen）将金黄色葡萄球菌质粒上
的抗青霉素基因转到大肠杆菌体内，揭开了转基因技术应用的序幕 • 基因工程是现代生物技术的核心 • 转基因技术克服了杂交技术的缺陷 • 克服了基因传递物种间的界限 • 转基因是制造生物，不是生物制造
转基因过程的描述
• 微生物重组
• 在所有转基因技术中，以微生物基因重组技术应用最为宽
常用基因组数据库
人类基因组计划
人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。
按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约2.5万个基因