生物技术简介1 课件

生物技术简介生物技术简介生物技术

——现代生命科学的革命1.生物技术的慨念2.生物技术的主要内容3.克隆4.人类基因组计划（HGP）5.安全性与社会伦理问题生物技术

——现代生命科学的革命1.1生物技术的作用与意义生物技术是生命科学的基础生命科学的基础学科是生物学生物技术是现实生产力生物技术是巨大的潜在生产力生物技术是21世纪高新技术的核心内容生物技术产业是21世纪的支柱产业1.1生物技术的作用与意义生物技术是生命科学的基础1.2生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化，成为领先学科建立在实验室研究基础上的，现代生物技术的发展，为人类带来了巨大的利益和财富1.2生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶1.3生物技术将是未来经济发展的新动力

第一次技术革命工业革命 解放人的双手第二次技术革命信息技术 扩展人的大脑第三次技术革命生物技术 改造生命本身1.3生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命高技术高投入高利润高风险

1.4

生物技术的特点高技术1.4生物技术的特点1.5传统生物技术

人类在进化过程中，逐渐形成的、低级的、简单的技术方法。如驯化动物（如猪、马、羊等），培养改进植物（如水稻、高粱、玉米等），利用谷物（酿酒、制醋、做酱油等）……1.5传统生物技术人类在进化过程中，逐渐形1.6现代生物技术

又称生物工程或生物工艺学，是以生命科学为基础，用先进的科学原理和技术手段来研究生物体(材料)，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的(如防治疾病、保护环境等)。突破点——DNA双螺旋结构的发现发展方向——分子生物学技术突破——重组DNA技术

1.6现代生物技术又称生物工程或生物工艺学，是以生DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构1982年，国际合作与发展组织的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术美国政府技术顾问委员会(OAT)的定义是：应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术，还包括改良有重要经济价值的植物与动物，以及利用微生物改良环境的技术该定义强调了生物技术的商品属性克隆羊“多莉”1.7生物技术定义：1982年，国际合作与发展组织的定义为：生物技术是应用自然科此外还有：基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物的技术2.生物技术的主要内容主要是指：基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质（酶）工程此外还有：基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域：

2.1直接相关联的学科与领域农业生物技术、医药生物技术环境生物技术、海洋生物技术分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程创造新生物，并给新生物特殊功能的过程2.2基因工程基因工程与建筑工程创造新生物，并给新生物特殊功能的过程2.2基因工程基因工程

制造稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——人胰岛素投放市场，它标志着基因工程产品正式进入到商业化阶段人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、α-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等制造稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局转基因植物转基因农作物转基因蔬菜转基因果树转基因花卉转基因草类转基因林木转基因植物转基因农作物转基因蔬菜转基因果树转基因花卉转基因草1983年世界上第一个问世的转基因植物就是抗除草剂烟草。全球第一个被批准商业化的转基因植物是番茄。1983年世界上第一个问世的转基因植物就是抗除草剂烟草。全球转基因动物转基因动物

畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：从转基因羊的羊奶中

种植业中的应用抗化学除草剂基因转基因西红柿固氮酶基因人类DNA……

环境保护等等种植业中的应用抗化学除草剂基因环境保护等等蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质人工改造与合成，最终获得商业化的产品“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用，及蛋白质相互关系和作用2.3蛋白质工程蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认

蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用重组DNA技术改造的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术现代发酵工程是生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理等密切结合和应用的结果2.4发酵工程现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用重组DNA技术改造的微

发酵工程的应用食品药品精细化工产品工业用原料生物降解塑料……发酵工程的应用食品细胞工程是指通过细胞水平上的筛选或改造，获得有商业价值的细胞株或细胞系，再通过规模培养，获得特殊商品的技术与过程。细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程，它们分别以动物细胞和植物细胞为主要生产对象，以细胞培养为主要过程和内容。2.5细胞工程细胞工程是指通过细胞水平上的筛选或改造，获得有商业价值的细胞动物细胞培养动物细胞培养单细胞藻类培养一些单细胞低等植物如单细胞藻类的大规模培养成为细胞工程的重要组成部分获得蛋白质资源、营养食品、精细化工产品等等单细胞藻类培养一些单细胞低等植物如单细胞藻类的大规模培养成为细胞融合细胞重组杂交瘤技术细胞融合细胞重组3.

克隆基本概念：又称无性繁殖、无性生殖、生物放大技术，是生命的全息复制，其下一代和上一代的遗传信息是完全相同的3.克隆基本概念：又称无性繁殖、无性生殖、生物放大技术，是3.1

克隆羊“多莉”3.1克隆羊“多莉”3.2克隆羊“多莉”的产生过程3.2克隆羊“多莉”的产生过程3.3克隆人的技术路线实验3.3克隆人的技术路线实验人胚胎的发育过程人胚胎的发育过程1988年，美国国家卫生院和能源部迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划——人类基因组计划主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传作图和物理作图，完成23对染色体上30亿个碱基的序列测定以美国为主，包括英国、法国、德国、日本和中国多国科学家参加的国际合作计划4.人类基因组计划(HGP)1988年，美国国家卫生院和能源部迄今为止在生命科学领域最宏人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充的研究方法和技术：人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充的研究方法和技术核苷酸自动测序仪和测序谱图核苷酸自动测序仪和测序谱图5.转基因技术的安全性与伦理问题可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递5.转基因技术的安全性与伦理问题可能引起生物体内一系列未知的5.1转基因技术存在的问题

外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？转基因技术的广泛应用，是否会导致难以消灭的新病原物出现？是否会造成生态学灾难？人类摄食大量转基因食品，是否会影响人类及其后代的健康？5.1转基因技术存在的问题外源基因引入后，是否会影响其他5.2

克隆人的伦理问题

在克隆阶段，如果有关胚胎发育的基因重新编排或启动不完全，对新生儿可能产生什么严重后果呢？兄弟、姐妹、父母、子女？器官克隆和干细胞培养和分化器官，用于医学和临床治疗？5.2克隆人的伦理问题在克隆阶段，如果有关胚胎发育的基因5.3

个人基因信息的隐私权问题人类基因信息利用的伦理、法律和社会影响计划，称之为ELSI项目：1、在应用和解释基因信息时的隐私权和公正性

2、基因信息由实验室研究向实际医疗应用的转化

3、人类基因组计划参与者相互协调和成果发布

4、公众与专业教育5.3个人基因信息的隐私权问题人类基因信息利用的伦理、法律5.4

基因治疗的应用问题

一个人有权决定另一个人的基因结构或未来命运吗？万一这种基因操作失败了，或者造成了将来才能发现的不可挽回的缺陷和后果，谁承担责任呢？是否可以通过基因治疗操作来增加运动员的身高或短跑速度？这与运动员服用兴奋剂有什么本质区别？5.4基因治疗的应用问题一个人有权决定另一个人的基因结构5.5生物技术引发的其他问题

生物技术费用高，在自身健康上的贫富差距？涉及人类自身发展的重要生物技术的垄断？生物武器？

……5.5生物技术引发的其他问题生物技术费用高，在自身健康上人类与自然的和谐统一

了解生物技术发展生物技术利用生物技术人类与自然的和谐统一了解生物技术生物技术简介生物技术简介生物技术

——现代生命科学的革命1.生物技术的慨念2.生物技术的主要内容3.克隆4.人类基因组计划（HGP）5.安全性与社会伦理问题生物技术

——现代生命科学的革命1.1生物技术的作用与意义生物技术是生命科学的基础生命科学的基础学科是生物学生物技术是现实生产力生物技术是巨大的潜在生产力生物技术是21世纪高新技术的核心内容生物技术产业是21世纪的支柱产业1.1生物技术的作用与意义生物技术是生命科学的基础1.2生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化，成为领先学科建立在实验室研究基础上的，现代生物技术的发展，为人类带来了巨大的利益和财富1.2生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶1.3生物技术将是未来经济发展的新动力

第一次技术革命工业革命 解放人的双手第二次技术革命信息技术 扩展人的大脑第三次技术革命生物技术 改造生命本身1.3生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命高技术高投入高利润高风险

1.4

生物技术的特点高技术1.4生物技术的特点1.5传统生物技术

人类在进化过程中，逐渐形成的、低级的、简单的技术方法。如驯化动物（如猪、马、羊等），培养改进植物（如水稻、高粱、玉米等），利用谷物（酿酒、制醋、做酱油等）……1.5传统生物技术人类在进化过程中，逐渐形1.6现代生物技术

又称生物工程或生物工艺学，是以生命科学为基础，用先进的科学原理和技术手段来研究生物体(材料)，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的(如防治疾病、保护环境等)。突破点——DNA双螺旋结构的发现发展方向——分子生物学技术突破——重组DNA技术

1.6现代生物技术又称生物工程或生物工艺学，是以生DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构1982年，国际合作与发展组织的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术美国政府技术顾问委员会(OAT)的定义是：应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术，还包括改良有重要经济价值的植物与动物，以及利用微生物改良环境的技术该定义强调了生物技术的商品属性克隆羊“多莉”1.7生物技术定义：1982年，国际合作与发展组织的定义为：生物技术是应用自然科此外还有：基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物的技术2.生物技术的主要内容主要是指：基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质（酶）工程此外还有：基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域：

2.1直接相关联的学科与领域农业生物技术、医药生物技术环境生物技术、海洋生物技术分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程创造新生物，并给新生物特殊功能的过程2.2基因工程基因工程与建筑工程创造新生物，并给新生物特殊功能的过程2.2基因工程基因工程

制造稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——人胰岛素投放市场，它标志着基因工程产品正式进入到商业化阶段人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、α-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等制造稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局转基因植物转基因农作物转基因蔬菜转基因果树转基因花卉转基因草类转基因林木转基因植物转基因农作物转基因蔬菜转基因果树转基因花卉转基因草1983年世界上第一个问世的转基因植物就是抗除草剂烟草。全球第一个被批准商业化的转基因植物是番茄。1983年世界上第一个问世的转基因植物就是抗除草剂烟草。全球转基因动物转基因动物

畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：从转基因羊的羊奶中

种植业中的应用抗化学除草剂基因转基因西红柿固氮酶基因人类DNA……

环境保护等等种植业中的应用抗化学除草剂基因环境保护等等蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质人工改造与合成，最终获得商业化的产品“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用，及蛋白质相互关系和作用2.3蛋白质工程蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认

蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用重组DNA技术改造的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术现代发酵工程是生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理等密切结合和应用的结果2.4发酵工程现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用重组DNA技术改造的微

发酵工程的应用食品药品精细化工产品工业用原料生物降解塑料……发酵工程的应用食品细胞工程是指通过细胞水平上的筛选或改造，获得有商业价值的细胞株或细胞系，再通过规模培养，获得特殊商品的技术与过程。细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程，它们分别以动物细胞和植物细胞为主要生产对象，以细胞培养为主要过程和内容。2.5细胞工程细胞工程是指通过细胞水平上的筛选或改造，获得有商业价值的细胞动物细胞培养动物细胞培养单细胞藻类培养一些单细胞低等植物如单细胞藻类的大规模培养成为细胞工程的重要组成部分获得蛋白质资源、营养食品、精细化工产品等等单细胞藻类培养一些单细胞低等植物如单细胞藻类的大规模培养成为细胞融合细胞重组杂交瘤技术细胞融合细胞重组3.

克隆基本概念：又称无性繁殖、无性生殖、生物放大技术，是生命的全息复制，其下一代和上一代的遗传信息是完全相同的3.克隆基本概念：又称无性繁殖、无性生殖、生物放大技术，是3.1

克隆羊“多莉”3.1克隆羊“多莉”3.2克隆羊“多莉”的产生过程3.2克隆羊“多莉”的产生过程3.3克隆人的技术路线实验3.3克隆人的技术路线实验人胚胎的发育过程人胚胎的发育过程1988年，美国国家卫生院和能源部迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划——人类基因组计划主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传作图和物理作图，完成23对染色体上30亿个碱基的序列测定以美国为主，包括英国、法国、德国、日本和中国多国科学家参加的国际合作计划4.人类基因组计划(HGP)1988年，美国国家卫生院和能源部迄今为止在生命科学领域最宏人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充的研究方法和技术：人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充的研究方法和技术核苷酸自动测序仪和测序谱图核苷酸自动测序仪和测序谱图5.转基因技术的安全性与伦理问题可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递5