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1、生物技术的发展现状大纲一、生物技术的概念与产生1生物技术和健康的概念2生物技术的产生与发展二、现代生物技术的进展1现代生物技术发展史上的重要事件2现代生物技术的研究方向三、各国生物技术的现状1美国2英国3法国4德国5瑞典6巴西7日本8印度9新加坡10中国知识点汇总概念C01：技术C02：生物技术C03：健康原理K01：生物技术的起源K02：近代生物技术的诞生K03：现代生物技术的发展K04：现代生物技术发展史上重要事件K05：现代生物技术进展的主要方面K06：美国的生物技术现状K07：英国的生物技术现状K08：法国的生物技术现状K09：德国的生物技术现状K10：瑞典的生物技术现状K11：巴西的
2、生物技术现状K12：日本的生物技术现状K13：印度的生物技术现状K14：新加坡的生物技术现状K15：中国的生物技术现状信息I01：1802年,生物学从博物学中独立出来，是法国科学家拉马克（Lamarck）命名的，以瑞典的林奈（Linnaeus）创立双名法分类系统为基础I02：生物技术作为专业名词在1917年由匈牙利工程师Karl Ereky提出I03：1990年，人类基因组计划在美国正式启动，2003年4月14日，中、美、英、日、法、德六国科学家宣布：人类基因组序列图绘制成功I04：2002年中国独立完成水稻基因组研究，使其杂交水稻处于世界领先水平正文一、生物技术的概念与产生1生物技术和健康的
3、概念技术，泛指人类基于实践经验和知识而形成的操作方法、工艺或技能。在各个领域均有体现，宏观的如科学技术、工程技术、农业技术；微观的如开车技术、修理技术、种菜技术等。生物技术属于宏观到中观层面的技术。（1）生物技术概念生物技术（biotechnology）是应用自然科学和工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术（1982年，OECD）。具体来说，生物技术就是应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技
4、术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等。生物技术有时（不严格地）也称生物工程，是指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，采用先进的科学技术手段，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研究目的。现代生物技术已发展到高通量组学（omics）芯片技术、基因与基因组、人工设计与人工合成生物学等系统生物技术。（2）健康概念以前，人们习惯认为“没有疾病就是健康”；1977年，世界卫生组织将健康概念确定为“不仅仅是没有疾病和身体虚弱，而是身体、心理和社会适应的完满状态”；20世纪90年代，健康的含义注入了
5、环境的因素，即健康为：“生理心理社会环境”四者的和谐统一；进入21世纪，还有人提出“健、康、智、乐、美、德”组成所谓“大健康”概念，大健康成为幸福人生的更佳境界。人类健康是指建立在个体健康基础上的人类总体宏观健康概念，是个体健康的集中体现。2生物技术的产生与发展生物学起源于西方的博物学，历史上指对大自然的宏观观察和分类，范围广泛，包括对植物、动物、矿物的研究，还包括现代意义上的地理、天文学,甚至人类学等。1802年，生物学从博物学中独立出来，由法国科学家拉马克（Lamarck）命名，以瑞典的林奈（Linnaeus）创立双名法分类系统为基础。这一阶段称为经典生物学时期，主要研究生物的分类和部分功
6、能。第二阶段以从1838年开始的细胞学说和1900年建立的经典遗传学作为主要代表，这一阶段称为实验生物学阶段，一直延续到1953年。第三阶段从1953年华生（Watson）和克里克（Crick）发现DNA双螺旋结构为起点的分子生物学时期开始，直到今天。这三个阶段对应了现代生物学发展的三阶段。（1）生物技术的起源古老生物技术生物技术是最古老的技术，可追溯到一千多年前。其实，农业活动的开始便是生物技术的发端：当我们的祖先最早懂得制酱、酿酒、造醋等，这便是最初的发酵工程。但直到微生物的发现和微生物学的产生，经典遗传学的建立及相关化学理论和技术的出现，古老的生物技术逐步吸收并运用这方面的知识，才被纳入
7、科学技术的轨道。古老生物技术的起源和生物学的起源发展有直接关系。（2）近代生物技术的诞生传统生物技术生物技术作为专业名词在1917年由匈牙利工程师卡尔艾瑞克（Karl Ereky）提出，原意是指用甜菜作为饲料大规模养猪，含义是利用生物将原材料变成产品。经典遗传学的应用产生了遗传育种；细胞学的理论被用于生产便出现了细胞工程；酶学理论与化工技术的结合便产生了酶工程；半个世纪前，抗菌素工业的突起，标志着发酵工业已进入工程技术领域。但随着科学技术的发展，用现代科技的眼光来看，上述发展只能称为传统的生物技术，其地位在各类其他技术领域面前仍显得渺小，其原因在于它的价值尚不足以影响国计民生。只有当它演变成现
8、代生物高技术时，才具备了划时代的意义和战略价值。（3）现代生物技术的发展高科技生物技术生物技术从传统技术演变到高技术的最主要因素是生物学，特别是分子生物学的最新理论成就和当代主要的尖端技术，如微电子高技术和电子计算机技术的相互渗透，在现代生物学诸领域中大量地使用高精尖仪器，如：超速离心机、液体闪烁计数仪、电子显微镜、高压液相色谱仪、DNA合成仪、DNA顺序分析仪、多肽序列仪等，这些仪器多由微机控制。这种渗透使得生物学研究得以深入到分子水平，从而才为各个生物工程的出现奠定了理论基础。特别是基因工程，若没有华生（Watson）和克里克（Crick）的DNA模板学说（中心法则）及雅各布（F. Jac
9、ob）和莫诺（J.Monod）的操纵子学说，没有限制性核酸内切酶的发现等分子生物理论上的突破，就不可能有当今基因工程高技术的出现。没有微生物营养缺陷型强迫杂交导致基因重组的微生物遗传学上的突破，便不会有今日的杂交瘤技术，当然就不会有单克隆抗体技术的出现。同样，没有细胞遗传学一系列技术方法的进步，也不会有今日细胞工程的出现。如果没有蛋白质晶体化学和蛋白质三维结构的深入分析，以及化工技术的进步，便不会有今日蛋白质工程和酶工程的产生。抗菌素工业本是发酵工程中的规模最大且工艺较先进的发酵工程，但唯有在引入计算机控制及传感器检测等技术后，才真正称得上发酵工程高技术。1982年，世界经济合作及发展组织（O
10、ECD）对生物技术名词重新定义：生物技术是应用自然科学和工程学的原理，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来为社会服务的技术。在上述技术的发展过程中，社会的需求产生了在竞争机制作用下的横向联合。为求生存、求发展使人们渴求技术进步的主动性达到空前的强烈，从而使技术知识的传播及相互渗透以空前的深度和广度迅速进行。如：第一个DNA体外重组实验的成功，至今不到30年，但已有大批基因工程产品问世；而基因工程技术也早已渗透到细胞工程、酶工程、发酵工程等领域中去了，出现了一大批用传统技术方法无法研制的新产品。总之，在竞争机制下，同行或不同行的科学家、企业家之间的横向联合，是生物技术从传
11、统技术转化为高技术的主要社会因素。二、现代生物技术的进展1现代生物技术发展史上的重要事件1917年，首次使用生物技术名词；1943年，大规模生产青霉素；1944年，实验证明DNA是遗传物质；1953年，华生克利克阐明DNA双螺旋结构；19611966年，破译遗传三连体密码；1977年，分离成功第一个限制型内切酶；1972年，首次合成完整tRNA基因；1973年，建立DNA重组技术；1975年，建立单克隆抗体技术；1976年，DNA测序技术诞生；1978年，美国基因公司在大肠杆菌中成功表达胰岛素；1980年，美国最高法院裁定，基因工程操作的微生物可获专利；1981年，第一个单克隆抗体诊断试剂盒在
12、美国批准使用；1982年，第一个用DNA重组生产的动物疫苗在欧洲批准使用；1983年，基因工程Ti质粒用于植物转化；1988年，美国授予对肿瘤敏感的基因工程鼠专利；1988年，PCR方法问世；1990年，美国批准第一个体细胞基因治疗方案；1997年，英国培养出第一只克隆绵羊多利；1998年，美国批准艾滋病疫苗人体试验；1998年，日本培养出克隆牛，英国、美国培养出克隆鼠等；1999年，美国首次发现小鼠肌肉组织成体干细胞可横向转变成血液细胞；2003年，人类基因组测序计划完成；2007年，胚胎肝细胞研究获重大突破。在生物技术发展的历史中，值得一提的是各国的诺贝尔奖获得比例。从1901年到2010
13、年，除了二次世界大战之外，每年一次评奖，共产生了608项各种诺贝尔奖，其中美国获284项，英国83项，德国66项，法国31项，瑞典18项，瑞士15项，荷兰14项，俄国14项，日本13项，奥地利11项。共有27个国家获得过诺贝尔奖，除了日本之外，全为欧美囊括。整个110年历史中，有7位美籍华人获奖，包括杨振宁、李政道、丁肇中、李远哲、朱棣文、崔琦等，我国本土还没有实现诺贝尔奖零的突破。我国在生命技术发展历史上，离诺贝尔奖最近的一次是1965年的人工合成结晶牛胰岛素，但是后来由于政治环境的变动，到1978年底才正式为此提出申请。我国这一项目在1965年的水平是很高，处于世界领先地位，但是到1978
14、年的时候已经被欧美一些国家赶超了。所以，虽然瑞典皇家科学院接受了中国的申请，但是最后评审结果还是失败了。这一年的化学奖由美国和德国获得。从这个生物技术发展史来看，我国近年来在生物技术的研究上有很大发展和突破，但是离国际领先水平还有很大差距。2现代生物技术的研究方向随着人类基因组、水稻基因组、拟南芥基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成，目前国际基因组研究开发的总体趋势已发生了新的变化，转入了对基因组功能的研究。进入后基因组时期，功能基因组和蛋白质组研究成为主要研究热点。（1）生物制药方面单克隆抗体药物正在兴起，全世界正在研制的生物技术药品中，四分之一为各类单克隆抗体。
15、2010年，世界单克隆抗体药物的销售额已达200亿美元。（2）农业生物技术方面转基因农作物的研究和应用已有很大增长，四大转基因农作物已在全世界种植；澳大利亚研究者利用生物技术培育的水芹中含有-3油脂，这种油脂能够降低心脏疾病的发生率。同时，转基因技术开发出含有乙型肝炎疫苗的马铃薯。（3）动物生物技术方面美国农业部生物技术研究者开发出能够自然抵抗乳腺炎的奶牛；阿根廷科学家利用生物技术，使乳牛产出的奶中具有足够的人类垂体生长素，以满足人类对该种激素的需求。（4）器官移植技术方面器官移植技术向异种移植方向发展，即利用现代生物技术，将人的基因转移到另一个物种上，再将此物种的器官取出来置入人体，代替人的生病的“零件”。另外，还可以利用克隆技术，制造出完全适合于人体的器官，来替代人体“病危”的器官。韩国的异种移植研究，通过生物技术使乳猪具有LAG基因，这种基因可以提高器官异种移植的耐受力，减少免疫排斥反应。（5）能源方面能源紧张已经是全球面临的关键性难题，近年来生物能源尤其受到重视，各国都在大力发展生物能源（包括生物乙醇、生物柴油和生物制氢等）、生物基化学品和生物材料等领域，并加大以工业微生物为代表的新型催化、转化过程的应用，以节能、减排、增效。生物技术在上述工业领域的作为，有可能为绿色循
