第十三章 生物技术.ppt

第十三章生物技术,第十三章生物技术,我们的祖先早就在几千年前就已经学会利用发酵、酿酒、制酱、育种等传统生物技术，但是当代概念的生物技术与之有着根本的区别。当代生物技术是应用现代生物科学及某些工程原理，利用生命有机体（从微生物到高级动物）及其组成（含器官组织、细胞、细胞器甚至基因）来发展新产品或新工艺的一种技术体系。,一种流传于日本科技界的说法是，今后将不再是矿物时代，而是生物时代，谁抓住了生物技术，谁就是时代的霸王。的确，正告很多有识之士所说的，生物技术将成为21世纪最重要的技术支柱之一。因此，在世界各国工重视高技术发展的当代，生物技术最被人们看好，被列为优先发展的领域。,目录,1生物技术的释义2酶工程与发酵工程3细胞工程4基因工程5生物技术应用前景,1生物技术的释义,生物技术，亦称生物工程，它是以生命科学为基础，利用生物体系(个体、组织、细胞器和基因)和工程原理来生产生物产品，培育新的生物品种，或提供社会服务的综合性科学技术。生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个方面，而其核心是基因工程和细胞工程。,主要特点,在细胞和亚细胞的层次上操纵生命,2酶工程与发酵工程,酶工程与发酵工程是生物技术中有着悠久历史的两门技术。酸菜的腌制面包馒头的制作,酸菜,酶的特性与分类,酶是一类具有特殊催化能力的蛋白质，它由生物体的活细胞产生的。例如：胃蛋白酶、胃分泌的脂肪酶、胰蛋白酶、淀粉酶，胰脏将米饭，鸡蛋，肉类等食物分解成葡萄糖，氨基酸，脂肪酸，甘油小分子，透过小肠壁被吸收利用。,作用,一旦酶的正确催化作用遭到破坏（发烧、发热等体能病变）干扰破坏，轻则使生物体表现出某些症状，重则危及生命。硌氨酸酶、白化病半乳糖转化酶、半乳糖血症遗传病,白化病,特征,生物催化剂具有其他非生物催化剂不具备的特有特征。高效率的催化能力专一性很强每参加一次反应，本身性质与数量不会发生改变高效率催化能力和作用专一性是酶的两个重要特性。,分类,氧化还原酶转移酶水解酶裂合酶异构酶连接酶,酶工程概述,所谓酶工程就是在一定的物质反应装置内，利用酶的催化作用，将相应原料快速高效的转变为人类所需产品的一门技术。生物体内每一种酶含量在0.001-0.01克之间。,包括方面,酶生产与分离技术酶的固定技术酶的化学修饰技术酶的反应器技术,发酵工程（微生物工程）,当代发酵技术=发酵工程=微生物工程一、微生物（细菌、病毒、真菌、原生物）二、发酵工程三、发酵工程的主要程序四、发酵工程的应用,发酵工程的主要程序,选择发酵原料以及对原料的预处理发酵过程准备发酵过程发酵产品的分离与提纯,发酵工程的贡献,菌体细胞利用（固氮技术）微生物代谢物的利用（抗菌类、酒类、氨基酸、有机酸、维生素、核苷酸、体激素）例子：维生素发现、青霉素的发现,3细胞工程,一、细胞细胞学说、能量守恒定律、达尔文生物进化论被恩格斯誉为19世纪科学的三大发现。自然界除了病毒这类最简单的生物以外，不论低等的或高等的动物和植物都是由细胞组成的。细胞是一切生物体的基本结构单位，是生物的基本功能单位。1958年，美国斯蒂伍德胡萝卜细胞培养成一个小胡萝卜,细胞工程,细胞工程是指在细胞水平上的遗传操作(即细胞融合、核质移植、染色体或基因移植)，以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的技术。细胞工程可分为细胞融合、细胞核移植、细胞和组织培养、染色体工程等。,植物组织培养,花木繁殖农作物繁殖,细胞融合,即细胞杂交，用自然或人工的方法使两个或几个不同的细胞融合成杂种细胞，从而使来自亲本细胞的基因可能得到表达。例子：西红柿马铃薯、单克隆抗体,西红柿马铃薯,以“西红柿马铃薯”为例,它的地下部分结马铃薯,而植株地上部分生西红柿。,细胞拆合于胚胎移植,童第周鲫鱼嘴鲤鱼须类鱼，头像金鱼胚胎移植试管婴儿、试管牛马等,试管婴儿,1978年7月，世界上第一例试管婴儿在英国诞生，这被认为是继心脏移植成功后医学上又一大奇迹。2000年10月26日，一对试管婴儿-双胞胎小姐妹在北京妇产医院平安降生，试管婴儿是不是离我们越来越近了？世界第一例试管婴儿25岁伦理观念发生变化,克隆技术（无性繁殖技术）,1997年，美国威尔姆斯维尔莫特克隆“多莉”羊1/247伦理道德与技术的争论应用在园艺业和畜牧业，医学（乳房、耳朵、软骨、肝脏、心动脉等）,多利诞生,1997年，生物学界发生了一件轰动世界的大事克隆羊多利诞生。这一成果被美国科学杂志评为该年度世界10大科技进步的第1项。科学家认为，多利诞生标志着生物技术新时代来临。此后，克隆，这个以前只在科学研究领域出现的术语变得广为人知。克隆猪、克隆猴、克隆牛纷纷问世，似乎一夜之间，克隆时代已来到人们眼前。2003年2月14日，多利因患严重肺病而被实施安乐死。,克隆羊多利走的时间非常耐人寻味：那天是2月14日情人节，而多利根本不是两性生殖的产物，更谈不上是爱情的结晶；那天也恰好是伊拉克问题上交联合国讨论的关键时间，美伊是打是和举世关注，这也让人想起克隆羊带来的有关人类命运的争论。,克隆波尔山羊,东方网5月11日消息：昨天，安徽农业大学动物科技学院的专家透露，学校课题组培育出了一头发育正常的克隆波尔山羊，这也是世界第二例克隆波尔山羊，不过遗憾的是，这只克隆羊在出生8小时后夭折。据介绍，这只克隆羊是8号晚上诞生的，克隆羔羊体重大、且为倒生，因此出现难产，经过助产，终于产下这只克隆羊。克隆羊发育正常，但由于助产时的机械性损伤，克隆羊右侧7根肋骨骨折，出生8小时后，心脏停止跳动。自去年11月以来，安徽农业大学动物科技学院先后共得到600余枚波儿山羊克隆胚胎，移植了37头受体。,克隆人问题,多利羊带来的最大争论就是克隆人问题。人类等高等动物的两性繁殖方式是生物经过几十亿年进化的结果，是最适合人类繁殖的方式。多利羊带来的最大争论就是克隆人问题。邪教组织雷尔教派最近宣称，从2002年末到2003年初相继培育出了3个“克隆婴儿”，顿时引起了世界一片哗然，但雷尔教派迄今还没有拿出克隆人的任何证据。目前世界上已有20多个国家明令禁止这种以克隆人类个体为目的的生殖性克隆。在联合国，由法国和德国2001年带头发起的禁止克隆人国际公约草案文本的进一步磋商将在今年10月举行。,获治疗性克隆人类胚胎执照,2005年02月，维尔莫特被批准进行以纯医疗研究为目的的人体克隆。英国是世界上第一个立法批准克隆人体胚胎的国家。,生物科学界再爆丑闻克隆羊之父承认剽窃,继韩国著名科学家黄禹锡造假丑闻曝光后，有克隆羊“多利”缔造者之称的苏格兰籍科学家伊恩维尔莫特7日也承认，“多利”并不是由他克隆的。克隆羊“多利”的诞生当时轰动了整个世界，这一成果还名列美国科学杂志评选出的该年度世界十大科技进步的榜首位置。,4基因工程,一、基因基因工程是1973年由美国斯坦福大学科恩和旧金山大学医学院的博耶创立的概念。,DNA序列,基因工程的产生,一种将不同生物体的遗传物质DNA，按照人们意愿，在体外或者体内进行人工剪切和拼接，然后通过一定的载体，再转入到所操作的生物体内，使其在所操作的生物体细胞中的表达，从而产生出人们所需要的产品，或创造出人们所需要的新的生物类型的技术。例子：专门杀虫的毒蛋白酶,基因工程基本程序,基因工程的基本步骤制备所需的目的基因。将目的基因与选好的载体连在一起，即重组DNA分子。进行基因转移，到宿主细胞。对重组分子进行选择。表达目的基因需要表达成蛋白质。,基因工程的应用,1基因治疗2医药3农作物杂交育种4动物选种,医学治疗,5生物技术应用前景,由于生物技术为农业、医药、食品、化工、环保和能源等方面的发展带来重大变革，因此在人类社会即将进入21世纪的今天，世界上几乎所有国家都在制定战略计划，投入巨额资金，推动生