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1、（),现代生物技术,Current Biotechnology,首都师范大学 生命科学学院 祁晓廷,（; qxt-),Tel：68902029-601(O)；1367 1367 241,生物技术的定义,以生命科学为基础，应用工程学原理，依靠生物体（微生物、动植物体）作为生物反应器将物料进行加工，提供产品综合技术体系。, 传统的生物技术：,主要是酿造技术，初级产物，设备工艺性不高。如制豆腐、酿酱油、醋，酒，皮革、育种,以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴生物技术。, 现代生物技术：,以新的技术解決已有的问题-开放的体系,早期埃及绘画中的生物技术： 酿啤酒，烤面包。,现代生物技术是解
2、决人类面临的困境的有效途径,人之初： 被精子 包围的卵子,16个星期之后， 受精卵发育成 初具雏形的胎儿,同时，人口问题却又是人 类社会 面临的极大战。 60亿 13亿,新生命的诞生 使人们欢欣鼓舞,人 口,1998年摄于长江春运,研究人员培育的“超级水稻”在产量和蛋白质 含量两方面均优于寻常品种,粮 食 联合国粮农组织水稻研究所,健 康 80年代，在美国发现 第一例艾滋病，至今美国 已有 106 感染者。 E . Johnson 是洛杉矶 湖人队球星，1991年被 检查出为 HIV 病毒阳性。,两个月时， 因输血 染上艾滋病 的男孩。,资 源 矿物能源（石油 煤）必将枯竭，生物能源已在开发之
3、中。 很多不起眼的生物，很可能就是药物、材料等的宝贵资源。 图为墨西哥荒原中的仙人掌类植物。,一个 20 米直径的水池年产 4 吨藻类，加工后可得相当于3000 升柴油的燃料。 一英亩三角大戟可生产相当于 50 吨石油的燃料。,图为生长在淡水和海水中的一种硅藻,环 境 这是最早一份关于环境对生物种群影响的研究报告,工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满 淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现； 工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑 烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。,工人正在向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使 吃石油的细菌长起来。,现代生物技术来源于实验室的基础应用研究并在实践中推广,现代生物技术的特
4、点,（1）高技术 生物工程往往表现为精细和密集的复杂技术而摆脱了近代以前的经验型的研究模式。 （2）高效能 生物工程能够突破自然的生殖隔离，可以按人类的需要设计和改造生物的结构和功能，定向地组建具有特定性状的新物种和新品系。因此能制造生产能力强大和满足特殊需要的优良的动物、植物和微生物品种，生物物种也有可能量身订做。其效能是传统技术难以相比的。 （3）高投入和高利润 生物工程需借助于实验室大量复杂的基础研究工作，前期科研投入往往非常高，而其成果的收益也非常大。建立在实验室研究基础上的生物技术的发展已经为人类带来了巨大的利益和财富。 （4）高挑战性 生物工程可以人为地制造自然界前所未有的生物产品
5、或生物物种，这些产品的安全性对现代技术是一种挑战，对人类的伦理、人性的尊严也都是一种挑战,技术理论-五大生物工程,基因工程 （gene engineering） 细胞工程 （cell engineering） 酶工程 （enzyme engineering） 发酵工程 （fermentation engineering） 蛋白质工程 （protein engineering）,生物技术概况及应用领域,“基因工程”（核心）与其它“工程”的关系,生物技术树,课程内容体系,现代生物技术,生命科学基础知识,技术体系,基因工程*,细胞工程*,蛋白质工程,发酵工程,伦理与安全问题,酶工程*,考核方式,平时
6、成绩：出勤、课堂作业、课堂提问等环节 30% 期末考试：闭卷考试 70%,生物学基础知识,生物学发展简史,生物学经历了三个发展阶段： 描述生物学阶段 （19世纪中叶以前） 实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中） 创造生物学阶段 （20世纪中叶以后）,（1） 描述生物学阶段（19世纪中叶以前）,主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络 达尔文 物种起源（1859）,当时报纸上刊登的 讽刺达尔文的漫画,（2）实验生物学阶段（ 19世纪中到20世纪中）,利用各种仪器工具，通过实验过程，探索生命活动的内在规律。,遗传学的奠基人Mendel（孟德尔）,巴斯德在实验室
7、里,Fleming发现青霉素(1928),1928年佛莱明发现了青霉素，1943年大规模生产开创了发酵工业的革命性变化,格里菲思的观察,1928年英国科学家格里菲思（FGriffith）的观察,Oswald Theodore Avery （ 18771955 ）,Avery的惊人发现,S型的细胞提取液加R型的培养物，导致R S。 Oswald Avery等为了弄清这种转化因子的本质,DNA 是遗传物质的直接证据 Hershey和Chase实验,Crick and Watsons DNA model (1953),Crick and Watsons DNA model (2003),DNA Helix 50 Years,DNA双螺旋结构的发现揭开了分子生物的新纪元,（3）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）,分子生物学和基因工程的发 展使人们有可能“ 创造”新的物种。,现代生物技术概览,基因工程,蛋白质工程,植物组织培养技术,转基因动物,转基因植物,干细胞技术,基因治疗技术,1997年多利羊诞生使体细胞克隆哺乳动物成为可能,多利和它的孩子,人类基因组计划-人类基因的破解,
