现代生物技术.ppt

人类对自然界的要求 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。 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。 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。 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献。 1.定义: 生物工程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。 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)之综合性科学技术。 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 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。 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。 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。 三. 生物工程与 诸学科关系 四、生物工程的内容  生物工程的上中下游 上游工程：实验室研究和开发阶段，包括基因、细胞、干细胞、转基因生物、组织工程等获得优良菌株、细胞系或固定化的菌体等。 中游工程：中游加工以生物反应器为中心，优化和放大生产工艺。 下游工程：从反应液中提取目的产物 加工精制成合格产品。 生物技术涉及的具体技术包括: (一) 基因工程 (Gene engineering) 1. 对象: 在核酸分子 (DNA或RNA) 或基因上操作。 2. 定义: 在体外对DNA进行切割、拼接, 使遗传物质重新组合, 经载体转移到细胞中扩增表达, 获得人类所需产品, 或组建新生物类型的技术。  文献上常见到DNA重组、分子克隆、基因克隆、 遗传工程等名词与基因工程混用, 事实上主要内容相似, 不同之处在于所突出的内容有异。 (二)细胞工程  (cell engineering) 1.对象: 细胞, 在细胞水平上实现基因转移或改变生物学性状。  2. 定义: (1)广义 细胞融合技术: 在特定的条 件下 (环境、融合技术), 使不同的细胞融合, 获得具有来自双亲代基因的杂交细胞, 杂交细胞的遣传物质发生改变, 达到改造物种，创建新种之目的。 (2) 狭义: 淋巴细胞杂交瘤技术: 骨髓瘤细胞＋淋巴细胞融合(制备 McAb)。 (3) 现代概念: 把广义的概念扩展, 指在体外条件对细胞进行培养、繁殖，按人们的