生物技术总论PPT课件

.,1,现代生物技术,临沂大学生命科学学院,总论,.,2,Email:qiuxinminqiuxinmin资料Email：qiuxinminziliaoPW:ziliaoQQ:63417616教材：生物技术概论宋思扬楼士林科学出版社,主讲：邱新民,.,3,课程介绍,学时：总学时：32平时（作业，小考）30%副卷（论文）30%期末考试40%,.,4,参考资料：,程备久现代生物技术概论中国农业出版社陆兆新现代食品生物技术中国农业出版社WeaverRF(2005)MolecularBiology,3rded.WCBMcGraw-HillLewinB(2002)GenesVII,OxfordUniversityPressJournalsandWebsNATURESCIENCECELLhttp:/www.bio-,.,5,1.1生物技术的含义1.2生物技术的发展简史1.3生物技术对经济社会发展的影响,1.生物技术总论,.,6,指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶、及其他食品的传统工艺。,传统生物技术,现代生物技术,指年代末年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴科学。当前所称的生物技术基本上是指现代生物技术。,1.1生物技术的含义,.,7,生物技术被世界各国视为一项高新技术，它对于提高国力，迎接人类所面临的人口、资源、能源、食物和环境这五大危机具有至关重要的作用，所以许多国家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键性技术之一。我国政府同样把生物技术列为高新技术之一并组织力量追踪及攻关。,.,8,也称生物工程(bioengineering），是人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，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的一门新兴的、综合性的学科。,生物技术(biotechnology),.,9,先进的工程技术手段包括：,酶工程,现代生物技术,基因工程,发酵工程,蛋白质工程,细胞工程,生物工程下游技术,.,10,基因工程（geneengineering）,这种创造新生物或给予新生物以特殊功能的过程，称为基因工程，也称DNA重组技术。,生物DNA,重组DNA,宿主细胞或个体,体外切割、拼接、重组,多肽蛋白质,导入,.,11,细胞工程（cellengineering）,指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为的使细胞某些生物学特征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，加速繁育动植物个体，以获得某种有用的物质的过程。细胞工程包括：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。,.,12,酶工程（enzymeenineering）,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。,.,13,发酵工程（fermentationengineering）,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要的产品的过程称为发酵工程，也称微生物工程。,.,14,蛋白质工程（proteinengineering）,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。,.,15,五大工程之间的相互关系,基因工程,发酵工程,蛋白质和酶,动植物个体或细胞,优良动植物品系,细胞工程,蛋白质工程或酶工程,产品,.,16,1.2生物技术的发展简史,1、以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作坊式的生物技术。2、以抗生素为代表，发酵工程为主要技术的工业化的生物技术。3、现代生物技术。,1953年Watson和Crick发现了DNA的双螺旋结构1966年Nireberg等人破译遗传密码1972年Berg实现DNA体外重组，现代生物技术开始的标志。1988年PCR技术问世1997年英国培养出第一只克隆羊多莉（2003.2.14安乐死）2000年人类基因组草图正式发表,1.改善农业生产,解决食品短缺提高农作物产量及其品质a.培育抗逆作物优良品质（抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等）,1.3生物技术对经济社会发展的影响,.,18,遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左)与Bt玉米(右),.,19,b.植物种苗的工厂化生产,.,20,c.提高粮食品质,.,21,全球首批真正的蓝玫瑰日本展出。2008年11月1日,蓝色妖姬（染色）,.,22,d.生物固氮,减少化肥使用量,.,23,a.动物的大量快速无性繁殖1997年2月，英国Roslin研究所在Nature上发表文章：用绵羊乳腺细胞培育出一只小羊-“多莉”。动物体细胞也具有全能性。b.培育动物的优良品质将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内，使动物获得新的品质。,发展畜牧业生产,.,24,转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下),.,25,转基因超级鼠,左：转基因超级鼠右：同胞生正常鼠,荧光斑马鱼新加坡国立大学,美国密苏里大学通过克隆技术培育出四只含有绿色荧光水母基因的小猪,2008年10月25日，日本农业生物资源研究所与群马县蚕丝技术中心的科研人员通过转基因蚕制出荧光丝。,.,29,2提高生命质量,延长人类寿命,医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域。其投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位。,.,30,开发制造奇特而又贵重的新型药品.抗生素是人们最为熟悉,应用最为广泛的生物技术药物，目前已分离到6000多种不同的抗生素,其中约100多种被广泛应用,每年市场销售额约100亿美元。,50万头,9L,5mg生长激素释放抑制激素,价格降至每克300美元,.,31,疾病的预防和诊断,我国人民早在公元10世纪就已开始种痘预防天花，这是利用生物技术手段达到疾病预防的最早例子。基因工程重组疫苗已经涉及到病毒性肝炎疫苗(包括甲型和乙型肝炎)；肠道传染病疫苗(包括霍乱、痢疾等)；寄生虫疫苗(包括血吸虫、疟疾等)；流行性出血热疫苗、EB病毒疫苗、艾滋病疫苗等。,基因治疗主要用于治疗由于基因缺陷而引起的疾病，如血友病、地中海贫血病等。人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)1986年美国生物学家、诺贝尔奖获得者Dulhecco首先倡议，1990年10月1日正式启动。2003年4月14日，美国国家HGP项目负责人Collins博士在华盛顿隆重宣布，美国、英国、日本、法国、德国和中国的科学家经过13年的不懈努力，人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划所有目标全部实现。,3.解决能源危机,治理环境污染解决能源危机乙醇的生产沼气或氢气的生产提高石油的开采率环境保护用生物技术方法生产化工产品利用微生物净化有毒的化合物、降解石油污染、清除有毒气体和恶臭物质、综合利用废水和废渣、处理有毒金属等,喷洒工程菌清除石油污染,.,34,4.制造工业原料,生产贵重金属,制造工业原料氨基酸类；酸味剂；甜味剂；化工原