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

1、 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: 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。 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。 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。 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。 高

2、新技术起重要作用。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 改变生物的遗传性状改变生物的遗传性状, , 使分离高产量的工程菌变的容易使分离高产量的工程菌变的容易, , 简化了生产过程；简化了生产过程；扩大了反应器范围，扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。体天然生物反应器。特别是特别是DNA重组技术可以重组技术可以 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

3、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。胚植入输卵管（小鼠） 生物技术的应用领域很广，可把生物技术分为： 医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术和军事生物技术等。生物技术应用的意义巨大，主要有以下几个方面。 人口问题: A) 节育: 药、疫苗, B)优生: 遗传病基因治疗。 粮食问题: 绿色革命,高产、优质、抗病新品种 , 单细胞蛋白, 农药、肥料。 能源、资源问题: 生物电池、光合菌、乙醇生产、石油采集菌、生物冶炼。 环境污染: 石油、污水, 有害金属污染, 特嗜菌的构建。 医疗保健

4、: 抗衰老、防治心血管病、疟疾、传染病、遗传病(见下)。 战争等灾害：生物战剂、生物恐怖。二、巨大经济效益, 明显社会效益(几个实例)1. 美国生物技术产值达500亿美元以上, 单是药物达100亿美元。估计到2008年，美国生物技术产品销售达362亿美元以上。2. 1980年代起, 生物技术长盛不衰, 公司林立, 美国达2 000多家。3. 各国政府投资逐年增加, 科研人员大量投入 (美国数十万人)。美国生物技术产业发展情况0100200300400500产值（亿美元）19801991199619972000年份 美国生物技术产业发展情况美国生物技术产业发展情况 美国生物制药产品种类及数量（P

5、HRAM）疾病种类 产品数量 疾病种类 产品数量感染性疾病 39 心脏病 26神经系统疾病 28 呼吸系统疾病 22艾滋病及相关疾病 19 自主免疫系统疾病 19皮肤病 19 移植 13消化系统疾病 11 遗传疾病 11血液疾病 9 糖尿病及并发症 7不育症 5 眼病 3生长发育不良症 3 骨质疏松 2妊娠预防 2 肿瘤疾病 175 生物技术为人类 新医疗保健开辟新纪元基因治疗 从基因水平上对疾病基因进行修复、替 代。如基因工程构建病毒载体导入正常基 因治疗先天遗传病。疾病预防: 基因工程疫苗、多价疫苗, 安全、价低 易大量制。 抗独特型抗体疫苗, 多肽疫苗(表达)。 为医药工业带来革命 新药

6、的设计与生产 1. 大量生产生化药物 如基因工程生产的生长激素释放抑制激素: 9升发酵液可得50mg纯化产品, 这和从50万头羊脑组织中的提取物相当。 转基因动物生产 tPA 一个动物一个工厂, 放牧, 挤奶, 提取便可。目前不包括抗生素在内, 研究基因工程药物达500种,如许多活性多肽、激素、酶、细胞因子, 尤其是后者目前是热门,研究30种,生产已有19种。2. 改造、促进抗生素工业, 除固定化酶、细胞技术, 包括对酶的更新。例如: 基因工程可生产强有力的新酰化酶, 可大量制备新抗生素(如头孢毒素等)。3. “生物导弹”药物: McAb毒素蛋白、抗癌药、 TNF、酶等。 Abzyme、特异结合酶切分解。 受体药物“爱国者导弹”: CD4受体HIV 等。4. 超级药物 人工设计、合成分子药物: 反义核酸、基因封条、阻止转录、翻译, 酶性RNA (Ribozyme) 切掉有害基因。5. 酶制剂基因工程: 如: tPA(组织纤维蛋白溶酶原激活因子), 链激酶等。其他领域应用(简略) 1、农业: 第一次绿色革命是选育高产优质良种, 第一次绿色革命则是利用农业生物技术，通过改造和创造，有目的获得新良