现代生物技术PPT演示文稿
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14
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。
15
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。
16
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、
21
❖ 20世纪80年代，现代生物技术的 发展日新月异，一跃成为代表21世 纪新技术的发展方向，并成为具有 广阔应用前景的新兴学科与产业。
❖ 传统生物技术已被现代生物技术 所取代，当前生物技术一词实质上 已成为现代生物技术的简称。
22
三. 生物技术的特点 (八高一低)
❖ 高水平：即学科具有先进性，是知识、技术密集型
19
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
20
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。
17
• 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。
18
传统生物技术有如下特点：
① 主要通过微生物初级发酵获得产品，仅仅局限在 微生物发酵和化学工程领域。
② 没有改变微生物的遗传物质，也没有出现新的微 生物遗传性状。
③ 生产过程简单，上游主要是培养大量的微生 物、对粗材料进行加工即进行发酵和转化， 通过诱变选育良种，下游主要对产品进行纯化。
④ 生产周期长，费用高，产量低，效率差。
❖ 高效益, 应用性强, 有目的产品, 最易商
业化。 从事生物技术犹如种树将获得丰硕果实,
如干扰素的投入虽然高达数百万美元,但产值 数年达30亿美元, 用于治病将产生巨大经济 和社会效益。生物技术在解决人类面临众多 难题上是没有任何产业可比的。
24
❖ 高智力：
具有创新性和突破性, 可按人类需要定向改 变和创造生物的遗传特性，要求在人才、计 划、设计、工艺和产品上都要与众不同。 从认识、利用、再造阶段上升到改造和创造 阶段。 ❖ 高控性：采用工程学手段，易自动化、程控 化及连续化生产。 ❖ 低污染：生物技术以生物资源为对象, 生物资 源具有再生性, 是再生资源。具有不受限制、 污染小、周期短的优点。
8
重点掌握
1、生物技术的概念、内容 2、生物技术的特点和重要性 3、学习生物技术的意义在于创新 4、结合专业选择自己所需的生物技术
9
第一节 生物技术 的概念和内容
10
一. 生物技术的定义及内涵
生物技术(Biotechnology, BT),
亦称为生物工程（bioengineering), 现统一称: 生物技术。
11
1.定义:
• 国际上沿用1982年的概念， • 生物技术是指应用生物科学及工程学
原理，依靠生物体系作反应器，将物 料进行加工改造，获得人类所需产品 的技术。
12
现代生物技术定义：
以现代生命科学为基础, 把生物体系与 工程学技术有机结合在一起，
按照预先的设计，定向地在不同水平 上改造生物遗传性状或加工生物原料, 产 生对人类有用的新产品(或达到某种目的)
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。
23
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
现代生物技术 导论
1
第一章 生物技术概论
2
科学技术与学科
医学遗传学发展到现代医学分子遗传学 与先进技术的发展密切相关, 特别两项生物
技术: 细胞融合技术和DNA重组技术所起
的作用十分重要。
3
19世纪：
细胞是生命的 基本单位
细胞学说：
细胞是动植物结 构和功能的基本单位，
一切生命现象都是 以细胞为基础表达的
认识——利用——再造——改 造
——创造
随着反向生物学的问世, 在20世纪八 十年代诞生了生物技术(Biotechnology) 这门新学科。
6
生物技术学科的地位
❖ 世界新技术革命的主角之一, 生物技术
与新材料, 信息技术(包括微电子、计算机)一 起已成为新产业革命三大支柱之一；
❖ 阳光技术，朝阳产业，黄金工程，倍 受世界各国重视。
25
四. 生物技术与 诸学科关系
26
27
五、生物技术的内容
医学生物技术 药学生物技术 动物生物技术 农业生物技术 海洋生物技术 微生物生物技术
❖ 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。
7
生物技术的重要性
❖ 有助于解决全球的重大难题：资源（能 源）、人口、粮食、生态环境、健康与疾病 和战争与灾害；
❖ 促进传统产业的技术改造和新产业的形成， 对人类社会生活产生深远的革命性影响；
❖ 生物技术这一新生事物正迅速走向老百性 日常生活各个方面, 将对人类的发展做出贡
之综合性科学技术。
13
2.要点:
① 对象 是具遗传特性有生命物质:包括病 毒、细菌、植物、动物、直到人类。
② 生物体系多个不同水平研究: 从大分子 (DNA、RNA、蛋白质、酶)、亚细胞、 细胞、组织、器官到整个机体。
③ 应用工程学原理: 经人类思维, 设计方案、 定向修饰、加工制作过程、经过体外环节。
4
遗传密码
基因
转录
翻译
ห้องสมุดไป่ตู้
蛋白质三维结构
线性多肽链 （无功能活性）
生命活动的分子基础
分子生物学、分子遗结传构学与：功能
20世纪生物学的主流
以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象
的共同物质基础，细胞和有机体所有生命活动都
是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和
相互作用来实现的。
5
人类对自然界的要求
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。
15
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。
16
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、
21
❖ 20世纪80年代，现代生物技术的 发展日新月异，一跃成为代表21世 纪新技术的发展方向，并成为具有 广阔应用前景的新兴学科与产业。
❖ 传统生物技术已被现代生物技术 所取代，当前生物技术一词实质上 已成为现代生物技术的简称。
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三. 生物技术的特点 (八高一低)
❖ 高水平：即学科具有先进性，是知识、技术密集型
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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
20
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。
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• 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。
18
传统生物技术有如下特点：
① 主要通过微生物初级发酵获得产品，仅仅局限在 微生物发酵和化学工程领域。
② 没有改变微生物的遗传物质，也没有出现新的微 生物遗传性状。
③ 生产过程简单，上游主要是培养大量的微生 物、对粗材料进行加工即进行发酵和转化， 通过诱变选育良种，下游主要对产品进行纯化。
④ 生产周期长，费用高，产量低，效率差。
❖ 高效益, 应用性强, 有目的产品, 最易商
业化。 从事生物技术犹如种树将获得丰硕果实,
如干扰素的投入虽然高达数百万美元,但产值 数年达30亿美元, 用于治病将产生巨大经济 和社会效益。生物技术在解决人类面临众多 难题上是没有任何产业可比的。
24
❖ 高智力：
具有创新性和突破性, 可按人类需要定向改 变和创造生物的遗传特性，要求在人才、计 划、设计、工艺和产品上都要与众不同。 从认识、利用、再造阶段上升到改造和创造 阶段。 ❖ 高控性：采用工程学手段，易自动化、程控 化及连续化生产。 ❖ 低污染：生物技术以生物资源为对象, 生物资 源具有再生性, 是再生资源。具有不受限制、 污染小、周期短的优点。
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重点掌握
1、生物技术的概念、内容 2、生物技术的特点和重要性 3、学习生物技术的意义在于创新 4、结合专业选择自己所需的生物技术
9
第一节 生物技术 的概念和内容
10
一. 生物技术的定义及内涵
生物技术(Biotechnology, BT),
亦称为生物工程（bioengineering), 现统一称: 生物技术。
11
1.定义:
• 国际上沿用1982年的概念， • 生物技术是指应用生物科学及工程学
原理，依靠生物体系作反应器，将物 料进行加工改造，获得人类所需产品 的技术。
12
现代生物技术定义：
以现代生命科学为基础, 把生物体系与 工程学技术有机结合在一起，
按照预先的设计，定向地在不同水平 上改造生物遗传性状或加工生物原料, 产 生对人类有用的新产品(或达到某种目的)
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。
23
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
现代生物技术 导论
1
第一章 生物技术概论
2
科学技术与学科
医学遗传学发展到现代医学分子遗传学 与先进技术的发展密切相关, 特别两项生物
技术: 细胞融合技术和DNA重组技术所起
的作用十分重要。
3
19世纪：
细胞是生命的 基本单位
细胞学说：
细胞是动植物结 构和功能的基本单位，
一切生命现象都是 以细胞为基础表达的
认识——利用——再造——改 造
——创造
随着反向生物学的问世, 在20世纪八 十年代诞生了生物技术(Biotechnology) 这门新学科。
6
生物技术学科的地位
❖ 世界新技术革命的主角之一, 生物技术
与新材料, 信息技术(包括微电子、计算机)一 起已成为新产业革命三大支柱之一；
❖ 阳光技术，朝阳产业，黄金工程，倍 受世界各国重视。
25
四. 生物技术与 诸学科关系
26
27
五、生物技术的内容
医学生物技术 药学生物技术 动物生物技术 农业生物技术 海洋生物技术 微生物生物技术
❖ 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。
7
生物技术的重要性
❖ 有助于解决全球的重大难题：资源（能 源）、人口、粮食、生态环境、健康与疾病 和战争与灾害；
❖ 促进传统产业的技术改造和新产业的形成， 对人类社会生活产生深远的革命性影响；
❖ 生物技术这一新生事物正迅速走向老百性 日常生活各个方面, 将对人类的发展做出贡
之综合性科学技术。
13
2.要点:
① 对象 是具遗传特性有生命物质:包括病 毒、细菌、植物、动物、直到人类。
② 生物体系多个不同水平研究: 从大分子 (DNA、RNA、蛋白质、酶)、亚细胞、 细胞、组织、器官到整个机体。
③ 应用工程学原理: 经人类思维, 设计方案、 定向修饰、加工制作过程、经过体外环节。
4
遗传密码
基因
转录
翻译
ห้องสมุดไป่ตู้
蛋白质三维结构
线性多肽链 （无功能活性）
生命活动的分子基础
分子生物学、分子遗结传构学与：功能
20世纪生物学的主流
以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象
的共同物质基础，细胞和有机体所有生命活动都
是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和
相互作用来实现的。
5
人类对自然界的要求