学时25：生物技术

1、生生 物物 技技 术术一一. . 生物技术诸工程生物技术诸工程内容及种类内容及种类 ( ( 十二大工程十二大工程 ) )( (一一) ) 基因工程基因工程 (Gene engineering)1. 1. 对象对象: : 在核酸分子在核酸分子 (DNA(DNA或或RNA) RNA) 或基因上操作。或基因上操作。2. 2. 定义定义: : 在体外对在体外对DNADNA进行切割、拼接进行切割、拼接, , 使遗传使遗传物质重新组合物质重新组合, , 经载体转移到细胞中扩增经载体转移到细胞中扩增表达表达, , 获得人类所需产品获得人类所需产品, , 或组建新生物或组建新生物类型的技术。类型的技术。 文献

2、上常见到文献上常见到DNADNA重组、分子克隆、基因重组、分子克隆、基因克隆、克隆、 遗传工程等名词与基因工程混用遗传工程等名词与基因工程混用, , 事实上主要内容相似事实上主要内容相似, , 不同之处在于所突出不同之处在于所突出的内容有异。的内容有异。供 体 细 胞目 的 基 因载 体重 组 D N A 分 子转 化 细 胞受 体 细 胞多 肽 药 物疫 苗 、 抗 体基 因 治 疗基 因 诊 断 转 基 因 动 物( 畜 牧 业 、 渔 业 生 物 反 应 器 )转 基 因 植 物( 农 业 、 林 业 生 物 反 应 器 )冶 金 、 环 保轻 工 、 食 品供 体 细 胞目 的 基 因

3、载 体重 组 D N A 分 子转 化 细 胞受 体 细 胞多 肽 药 物疫 苗 、 抗 体基 因 治 疗基 因 诊 断 转 基 因 动 物( 畜 牧 业 、 渔 业 生 物 反 应 器 )转 基 因 植 物( 农 业 、 林 业 生 物 反 应 器 )冶 金 、 环 保轻 工 、 食 品( (二二) )细胞工程细胞工程 (cell engineering) 1.1.对象对象: : 细胞细胞, , 在细胞水平上实现基因转移或改在细胞水平上实现基因转移或改变生物学性状。变生物学性状。2. 2. 定义定义: : (1)(1)广义广义 细胞融合技术细胞融合技术: : 在特定的条在特定的条 件下件下

4、( (环环境、融合技术境、融合技术), ), 使不同的细胞融合使不同的细胞融合, , 获获得具有来自双亲代基因的杂交细胞得具有来自双亲代基因的杂交细胞, , 杂交杂交细胞的遣传物质发生改变细胞的遣传物质发生改变, , 达到改造物种，达到改造物种，创建新种之目的。创建新种之目的。(2) (2) 狭义狭义: : 淋巴细胞杂交瘤技术淋巴细胞杂交瘤技术: : 骨髓瘤细胞淋巴细胞融合骨髓瘤细胞淋巴细胞融合( (制备制备 McAbMcAb) )。 (3) (3) 现代概念现代概念: : 把广义的概念扩展把广义的概念扩展, , 指在体外条件对细指在体外条件对细胞进行培养、繁殖，按人们的意愿改变细胞胞进行培养

5、、繁殖，按人们的意愿改变细胞某些生物学特性，获得有用的产品或达到改某些生物学特性，获得有用的产品或达到改良生物品种的技术。良生物品种的技术。 细胞工程包括：细胞工程包括： 细胞融合技术细胞融合技术 工程细胞移植工程细胞移植, , 即有目的地改造细胞即有目的地改造细胞 遗传特性后遗传特性后, , 植入机体。植入机体。 细胞折合细胞折合, , 染色体导入及细胞器导入技术染色体导入及细胞器导入技术, , 胚胎细胞植入。胚胎细胞植入。 3. 3. 分类分类: : 微生物细胞工程微生物细胞工程, , 如原生质如原生质 体融体融 合合, , 试管菌。试管菌。 植物细胞工程，植物细胞工程，19781978年

6、培育年培育 出土豆西红柿新物种。出土豆西红柿新物种。 动物细胞工程动物细胞工程, McAb, McAb。 4. 4. 应用应用: : 以以McAbMcAb制备成绩突出制备成绩突出, , 诊断、治疗。诊断、治疗。细胞工程细胞工程授体基因授体基因(大肠杆菌大肠杆菌)(干扰素基因干扰素基因)受体基因受体基因重组基因重组基因植入受体细胞核植入受体细胞核(大肠杆菌，酵母菌大肠杆菌，酵母菌)发酵发酵分离分离 生物药剂生物药剂（干扰素、胰岛素等）（干扰素、胰岛素等）废液废液v( (三三) ) 蛋白质工程蛋白质工程v( (四）抗体工程四）抗体工程v( (五五) ) 组织工程组织工程v( (六六) ) 干细胞工

7、程干细胞工程v( (七七) ) 转基因动物转基因动物( (亦称亦称: :胚胎工程）胚胎工程）v( (八八) ) 生物医学工程生物医学工程v( (九九) ) 生物制药化学制药工程生物制药化学制药工程v( (十十) ) 酶工程酶工程v( (十一十一) ) 发酵工程发酵工程v( (十二十二) ) 生化工程生化工程注注： 1. 1.十二大工程相互联系十二大工程相互联系, , 相辅相成相辅相成。 上游中上游中, , 基因工程是基础、核心基因工程是基础、核心, , 通通过它才能真正按人的意向通过设计、改造、过它才能真正按人的意向通过设计、改造、生产特定生物工程产品。生产特定生物工程产品。 下游工程中关键是

8、发酵工程的生产和下游工程中关键是发酵工程的生产和利用生化工程对产物进行提纯利用生化工程对产物进行提纯, , 它们是生它们是生物技术产生效益的必要条件。其他工程相物技术产生效益的必要条件。其他工程相互配合互配合, ,共同组成生物技术体系。共同组成生物技术体系。二二. . 生物技术的特点生物技术的特点 ( (八高一低八高一低) )v高水平高水平：即学科具有先进性，是知识、技术密集即学科具有先进性，是知识、技术密集型产业型产业, , 处分子水平、新技术前沿。处分子水平、新技术前沿。v高综合高综合：跨学科专业跨学科专业, , 位多学科发展的交叉点上，位多学科发展的交叉点上，涉及的行业多、范围广。涉及的

9、行业多、范围广。v高投入高投入, , 与其他技术比较与其他技术比较, , 在资金、人员、设备、在资金、人员、设备、试剂及研发上投资大。试剂及研发上投资大。v高竞争高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、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。时效性、知识及人才上竞争激烈。v 高风险高风险，上述原因造成一定风险，加上上述原因造成一定风险，加上技术风险带来高风险。技术风险带来高风险。v 高效益高效益, , 应用性强应用性强, , 有目的产品有目的产品, , 最易最易商业化。商业化。 从事生物技术犹如种树将获得丰硕果实从事生物技术犹如种树将获得丰硕果实, , 如干扰素的投入

10、虽然高达数百万美元如干扰素的投入虽然高达数百万美元, ,但产但产值数年达值数年达3030亿美元亿美元, , 用于治病将产生巨大经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。多难题上是没有任何产业可比的。v高智力：高智力： 具有创新性和突破性具有创新性和突破性, , 可按人类需要定向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、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。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从认识、利用、再造阶段上升到改造和创造阶段造阶段。v高控性：高控性：采用工程学手段，易自动化、程控采用工程学手段，