生物技术概述.ppt

1.2 生物学与生物技术
生物学：是研究生物各 个层次的种类、结构、 发育和起源进化以及 生物与周围环境的关 系的学科。人也是生 物学研究的对象
现代生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手 段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物或 加工生物原料，为人类生产所需产品或达到某种目的，即现 代生物工程技术。
? 这个5个方面的技术并不是各自独立的，它们彼此 之间是相互联系、相互渗透的。其中基因工程处 于核心位置，发酵工程是生物工程的主要终程技术产品:远古时代
公元前6000 年前，苏米尔人即古代巴比伦人 酿造啤 酒
公元前4000 年前，古代埃及人 发酵面包 我国的先民在仰韶时期（公元前 5000 年~ 公元前
19世纪中叶，法国科学家路易.巴斯德，Pasteur 实验 证明发酵原理
? 19世纪末，德国人利斯特 .柯赫（Rober Koch ）细菌纯 粹培养技术
流行病判断的柯赫法则
一、该病的每一个病者体内必须能找到引起该病的微生物； 二、这种微生物必须能被分离出，并能在培养基（物）中生长； 三、这种微生物的纯培养物接种到易感动物能再发生这种病的自然状
? 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
? 科学最早由哲学家提出：进行研究— —得出规律—— 成为 科学，科学用于解决实际问题就是技术。
我国著名砖建李国豪院士有一个很好的比喻，他说科学树 根，技术是树干和大的树枝，众多的树叶就是工程
思考
中国古代有科学和技术吗？ —— 有：吴文俊等的观点 —— 没有，为什么？竺可桢、爱因斯坦等 李约瑟难题
现代生物工程： 发酵工程 酶工程 细胞工程 基因工程
生物技术现状如何？
? 世界生物技术产业现状 （2001 统计数据）
全球生物技术公司 4284 家 ；美国1457 家。 全球收入 384.7 亿美元；美国 253.19 亿美元 全球研发费用 164.27 亿美元；美国 115.32 亿美元
? 亏损59.33 亿美元 ? 我国生物技术产业现状
4000 年），就利用小口尖底瓮保温发酵酿制谷芽 酒，并在该容器内澄清、饮用。 到了大汶口时期（公元前 4300 年4公元前2400 年）， 酿酒有了较大发展，饮酒之风很盛行，出土了数 量较多的大件酿酒发酵窖器 ———大口尖底陶尊 及多姿多彩的酒具，表明了酒已具有礼仪功能。
? 第二代生物工程产品：巴斯德时代
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
什么是生物技术？
? 生物技术=生物工程
应用自然科学及工程学原理，以微生物 体、动物体、植物体或其组成部分作为生物 反应器将物料进行加工，以提供产品来为社 会服务的技术。
态时出现的症状及病变； 四、在人工发病的动物体中又可分离到这种微生物。
? 1897 年，法国布赫纳（Buchner ）：任何生物都有引起发酵 的物质：酶
? 细胞工程 是指以组织、 细胞和细胞器为对象 进行操作，在体外条 件下进行培养、繁殖、 或人为地使细胞某些 生物学特性按人们的 意愿发生改变，最终 获得人们所需要的组 织、细胞或个体。
? 酶工程 ：利用酶、细胞器或细胞所具有的特 异催化功能以及对酶进行的修饰改造，并借 助生物反应器生产人类所需要的一项技术。
传统生物工程：利用现有的生物类型或生物机能为人类服务
现代生物工程：按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和 生物机能。
1.3 生物技术的主要内容
基因工程 细胞工程 蛋白质工程 酶工程 微生物工程
? 基因工程： 它是一项将生物的某个基因通过基因
载体运送到另一种生物的活性细胞中，使之无性 繁殖（称之为克隆）和行使正常的功能（称之为 表达），从而创造生物新品种或新物种的遗传学 技术。
300 家公司，有能力生产的 150 家，上市 40 多家。 产品总销售额 200 亿RMB 。
生物技术产品有什么？
? 生物技术药物：胰岛素，EPO ，干扰素等
? 转基因农产品：转基因番茄，转基因大豆， 转基因棉花等
? 转基因动物（？）一般只处于实验室阶段
基因工程
? 20世纪70年代随着DNA 重组技术的出现而发展出来。 ? 对基因进行加工，使生物体发展成为新的有机生物体。 ? 是生物工程四兄弟中发展最迅速，威力最大的一个。
标志：1953 年，Watson & Crick 发现了DNA 的双螺旋结构， 及其后来DNA 重组技术的的发展。
现代生物技术特征
1）生物技术的多学科性和综合性
2）微生物、动植物作为生物催化剂，有别于化学催 化剂
3）最终目的将生物反应开发成为工业生产的工艺过 程，即生物反应过程（ Bioprocess ）。
? 蛋白质工程 ：以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系为基础，通过所控制的基 因修饰和基因合成，对现有蛋白质加以定向 改造、设计、构建，并最终产生出性能比自 然界存在的蛋白质更加优良、更加符合社会 需要的蛋白质。
? 微生物工程（发酵工 程） ：利用生物的生 命活动产生的酶，对 无机或有机原料进行 酶加工（生物化学反 应过程）获得产品的 工业。其主体是利用 微生物进行反应的工 业，处于生物工程的 中心地位。
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。