第1章生物技术总论PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的影响
19
1、改善农业生产、解决食品短缺
（1）提高农作物产量及其品质 a 培育抗逆的作物优良品系 b 植物种苗的工厂化生产 c 提高粮食品质 d 生物固氮，减少化肥使用量 e生物农药，生产绿色食品 （2） 发展畜牧业生产 a 动物的大量快速无性繁殖 b培育动物的优良品系
20
2、提高生命质量、延长人类寿命
• 现代生物技术则是指 20世纪 70 年代末 80 年代 初发展起来的，以现代生物学研究为基础，以基 因工程为核心的新兴学科。
• 当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。 • 本书主要讨论现代生物技术。
3
一、生物技术的含义
生物技术也称生物工程：是指人们以现代生 命科学为基础，结合其他基础学科的科学原 理，采用先进的工程技术手段，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。
• 达到某种目的：则包括疾病的预防、诊断与治疗 和食品的检验以及环境污染的检测和治理等。
5
2、生物技术的种类及其相互关系
（1）、基因工程：是 20 世纪 70 年代以后兴起的 一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物 的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出 来，在体外进行切割、拼接和重组。然后将重组 了的 DNA导人某种宿主细胞或个体，从而改变它 们的遗传品性；有时还使新的遗传信息(基因)在 新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产 物(多肽或蛋白质)。这种通过体外 DNA 重组创 造新生物并给予特殊功能的技术就称为基因工程， 也称 DNA重组技术。
9
（5）蛋白质工程
蛋白质工程 ：是指在基因工程的基础上，结 合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质 化学等多学科的基础知识，通过对基因的人 工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行 修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的 新型蛋白质的技术。
10
现代生物技术的范畴
A、基因工程(核心) B、细胞工程（平台） C、发酵工程 D、酶工程 E、蛋白质工程
• 开发制造奇特而又贵重的新型药品 • 疾病的预防和诊断----基因芯片 • 基因治疗 • 人类基因组计划
21
3、解决能源危机、治理环境污染
• 解决能源危机 • 环境保护
22
4、制造工业原料、生产贵重金属
制造工业原料：包ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ食品工业原料和化学工 业原料
生产贵重金属：提的金属包括金、银、铜、 铀、锰、钼、锌、钴、镍、钡、铊等 10 多种
生物技术总论
1
学习目的
• ①概要了解生物技术的含义、特点以及生 物技术的发展史。
• ②了解生物技术的各项技术及其相互关系。 • ③认识生物技术的应用领域及其对人类社
会发展的影响。
2
生物技术
• 是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生 物技术两部分。
• 传统的生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面 包、奶酪、酸奶及其他食品的传艺。
7
（3）酶工程
酶工程(enzymeengineenng)：是利用酶、 细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶 进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过 程来生产人类所需产品的一项技术。它包括 酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的 修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
8
（4）发酵工程
发酵工程：利用微生物生长速度快、生长条 件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条 件下，通过现代化工程技术手段，由微生物 的某种特定功能生产出人类所需的产品称为 发酵工程，也称微生物工程。
物。 19 世纪60 年代，法国科学家证实发酵是由微生物引起的。 20世纪 20 年代，大规模的纯种培养技术发酵化工原料丙酮、
丁醇。 20 世纪 50 年代，大规模发酵生产青霉素。
17
2、现代生物技术的发展
• 1944年， Avery等阐明了 DNA是遗传信息 的携带者。
• 1953年， Watson 和Crick 提出了DNA的双 螺旋结构模型。
11
五项技术彼此之间是互相联系、互相渗透
• 基因工程技术是核心技术
12
3、生物技术涉及的学科
（1）生物学科：分子生物学、细胞生物学、 微生物学、免疫生物学、人体生理学、动 物生理学、植物生理学、微生物生理学、 生物化学、生物物理学、遗传学等。
（2）生物学领域之外的学科：化学、化学 工程学、数学、微电子技术、计算机科学、 信息学等。
6
（2）细胞工程
细胞工程(cellengmeenng)是指以细胞为基本单 位，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，从而达 到改良生物品种和创造新品种；或加速繁育动、植 物个体；或获得某种有用的物质的过程。所以细胞 工程应包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融 合技术 (也称细胞杂交技术)、细胞器移植技术、 克隆技术、干细胞技术等。
13
14
15
二、生物技术发展简史
传统生物技术 现代生物技术
16
1、传统生物技术的产生
（1）中国 公元前 221 年，豆腐、酱和醋。 公元 10 世纪，预防天花的活疫苗。 16 世纪，知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。 （2）在西方 公元前 6000 年，苏美尔人和巴比伦人开始啤酒发酵。 公元前 4000年，埃及人就开始制作面包。 1676年，荷兰人Leeuwen 制成了显微镜并首先观察到了微生
• 1961年， Khorana和 Nirenberg破译了遗 传密码。
• 1972年， Berg 首先实现了DNA体外重组技 术。
18
三、生物技术对经济社会发展的影响
1、改善农业生产、解决食品短缺 2、提高生命质量、延长人类寿命 3、解决能源危机、治理环境污染 4、制造工业原料、生产贵重金属 5、生物技术的安全及其对伦理、道德、法律
4
• 先进的工程技术手段：指基因工程、细胞工程、 酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。
• 改造生物体：指获得优良品质的动物、植物或微 生物品系。
• 生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程 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。
• 为人类生产出所需的产品：包括粮食、医药、食 品、化工原料、能源、金属等。
23
5、生物技术的安全及其对伦理、 道德、法律的影响
19
1、改善农业生产、解决食品短缺
（1）提高农作物产量及其品质 a 培育抗逆的作物优良品系 b 植物种苗的工厂化生产 c 提高粮食品质 d 生物固氮，减少化肥使用量 e生物农药，生产绿色食品 （2） 发展畜牧业生产 a 动物的大量快速无性繁殖 b培育动物的优良品系
20
2、提高生命质量、延长人类寿命
• 现代生物技术则是指 20世纪 70 年代末 80 年代 初发展起来的，以现代生物学研究为基础，以基 因工程为核心的新兴学科。
• 当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。 • 本书主要讨论现代生物技术。
3
一、生物技术的含义
生物技术也称生物工程：是指人们以现代生 命科学为基础，结合其他基础学科的科学原 理，采用先进的工程技术手段，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。
• 达到某种目的：则包括疾病的预防、诊断与治疗 和食品的检验以及环境污染的检测和治理等。
5
2、生物技术的种类及其相互关系
（1）、基因工程：是 20 世纪 70 年代以后兴起的 一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物 的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出 来，在体外进行切割、拼接和重组。然后将重组 了的 DNA导人某种宿主细胞或个体，从而改变它 们的遗传品性；有时还使新的遗传信息(基因)在 新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产 物(多肽或蛋白质)。这种通过体外 DNA 重组创 造新生物并给予特殊功能的技术就称为基因工程， 也称 DNA重组技术。
9
（5）蛋白质工程
蛋白质工程 ：是指在基因工程的基础上，结 合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质 化学等多学科的基础知识，通过对基因的人 工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行 修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的 新型蛋白质的技术。
10
现代生物技术的范畴
A、基因工程(核心) B、细胞工程（平台） C、发酵工程 D、酶工程 E、蛋白质工程
• 开发制造奇特而又贵重的新型药品 • 疾病的预防和诊断----基因芯片 • 基因治疗 • 人类基因组计划
21
3、解决能源危机、治理环境污染
• 解决能源危机 • 环境保护
22
4、制造工业原料、生产贵重金属
制造工业原料：包ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ食品工业原料和化学工 业原料
生产贵重金属：提的金属包括金、银、铜、 铀、锰、钼、锌、钴、镍、钡、铊等 10 多种
生物技术总论
1
学习目的
• ①概要了解生物技术的含义、特点以及生 物技术的发展史。
• ②了解生物技术的各项技术及其相互关系。 • ③认识生物技术的应用领域及其对人类社
会发展的影响。
2
生物技术
• 是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生 物技术两部分。
• 传统的生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面 包、奶酪、酸奶及其他食品的传艺。
7
（3）酶工程
酶工程(enzymeengineenng)：是利用酶、 细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶 进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过 程来生产人类所需产品的一项技术。它包括 酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的 修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
8
（4）发酵工程
发酵工程：利用微生物生长速度快、生长条 件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条 件下，通过现代化工程技术手段，由微生物 的某种特定功能生产出人类所需的产品称为 发酵工程，也称微生物工程。
物。 19 世纪60 年代，法国科学家证实发酵是由微生物引起的。 20世纪 20 年代，大规模的纯种培养技术发酵化工原料丙酮、
丁醇。 20 世纪 50 年代，大规模发酵生产青霉素。
17
2、现代生物技术的发展
• 1944年， Avery等阐明了 DNA是遗传信息 的携带者。
• 1953年， Watson 和Crick 提出了DNA的双 螺旋结构模型。
11
五项技术彼此之间是互相联系、互相渗透
• 基因工程技术是核心技术
12
3、生物技术涉及的学科
（1）生物学科：分子生物学、细胞生物学、 微生物学、免疫生物学、人体生理学、动 物生理学、植物生理学、微生物生理学、 生物化学、生物物理学、遗传学等。
（2）生物学领域之外的学科：化学、化学 工程学、数学、微电子技术、计算机科学、 信息学等。
6
（2）细胞工程
细胞工程(cellengmeenng)是指以细胞为基本单 位，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，从而达 到改良生物品种和创造新品种；或加速繁育动、植 物个体；或获得某种有用的物质的过程。所以细胞 工程应包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融 合技术 (也称细胞杂交技术)、细胞器移植技术、 克隆技术、干细胞技术等。
13
14
15
二、生物技术发展简史
传统生物技术 现代生物技术
16
1、传统生物技术的产生
（1）中国 公元前 221 年，豆腐、酱和醋。 公元 10 世纪，预防天花的活疫苗。 16 世纪，知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。 （2）在西方 公元前 6000 年，苏美尔人和巴比伦人开始啤酒发酵。 公元前 4000年，埃及人就开始制作面包。 1676年，荷兰人Leeuwen 制成了显微镜并首先观察到了微生
• 1961年， Khorana和 Nirenberg破译了遗 传密码。
• 1972年， Berg 首先实现了DNA体外重组技 术。
18
三、生物技术对经济社会发展的影响
1、改善农业生产、解决食品短缺 2、提高生命质量、延长人类寿命 3、解决能源危机、治理环境污染 4、制造工业原料、生产贵重金属 5、生物技术的安全及其对伦理、道德、法律
4
• 先进的工程技术手段：指基因工程、细胞工程、 酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。
• 改造生物体：指获得优良品质的动物、植物或微 生物品系。
• 生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程 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。
• 为人类生产出所需的产品：包括粮食、医药、食 品、化工原料、能源、金属等。
23
5、生物技术的安全及其对伦理、 道德、法律的影响