《生物技术与人类》1-8章PPT大纲.doc

What is biotechnology? 第一节 生物技术概述 原意： （生物）原材料——产品。 延伸：泛指对所有利用生物体本身、代谢产物及功能等技术。 一、生物技术的概念 （1）学科基础 –生命科学 特点：综合性强、跨学科多 （2）技术特征 主要技术特征：打破了物种界限，使动物与植物、微生物与动物、微生物与植物之间，越过交配屏障，实现“杂交”；根据人们的意愿，改造生物遗传特性，创造新的物种，并有可能对人类自身的进化过程产生影响；直接改造遗传物质核酸，创造新生物类型的速度比自然变异极大地加快。 1）创造新的物种 ：打破了种属间杂交的界限，能将一种基因引入生命体而赋予它新的遗传特征，开创了育种历史上的新纪元。 2）生产有用蛋白：能利用生物反应器（bioreactor）生产有用蛋白。 3）生物治疗 ：生物治疗，就是采用?DNA重组技术或其它新生物技术进行疾病的预防和治疗； ①重组蛋白质药物： ② 重组DNA药物：包括寡核苷酸药物、基因治疗、基因疫苗等。 二、生物技术的内涵 (1)《中国生物技术政策纲要》（1986） ：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需新产品或达到某种目的。 (2) OECD （organization for economic cooperation and development ）（1982）：“生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂（biological agent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术”. (3) 加拿大（1997） ：“生物技术是指在自然或人工状态下，直接或间接地将科学和工程学方法应用于有机体的活体或部分组织，以实现对生产和服务过程进行创新或改进现状的目的”. (4) 美国在2001年则认为：生物技术是应用分子和生物细胞的工艺来解决问题、进行研究、生产产品并提供服务。 (5) 日本(1999)：生物技术是一种技术，它应用或模仿了活体有机物的能力以改变物质，如：治理、传输信息或转化能量。 (6)新西兰生物技术协会（1998/1999）关于现代生物技术的定义如下：“利用科学和工程学的原理，通过生物学方法进行材料加工，以及通过分离、修改和合成，与实际生物性过程相关的基因结构，对生物材料进行处理、加工，以提高生活质量”. 生物技术的定义 “生物技术是以生命科学为基础，利用生物的特性或功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的综合性技术领域” . 第二节 生物技术发展简史 一、生物技术发展史上的重要事件 1. 生物技术的萌芽; 含糖野果自然发酵的现象，始于距今4—5万年前旧石器时代的“新人”阶段。 ——最早的简单重复大自然的自酿过程 真正称得上有目的的人工酿酒生产活动，是在人类进入新石器时代，即出现了农业之后开始的。 比较充裕的粮食 ——陶制器皿 天然发酵”时代 ——fermentation 虎克（L. Hock, 1632～1723） －显微镜 现代发酵工业的奠基人 汉逊（E.C. Hansen, 1842～1909）和林德（M.E. Linder）于1878 ——“啤酒酵母”的单一培养技术 ； 李斯德（J. Lister, 1827～1912）和柯赫（R. Koch, 1843～1910） “细菌”的纯培养技术 ； 巴斯德，柯赫、汉逊 2. 生物技术发展 技术层面 ：发酵原理的发现和纯培养技术的成功 需求层面 ：战争的爆发。 一战：丙酮－火药的原料（使发酵工业成为向化学工业即非食品工业发展的开端 ） 二战：救治伤员－抗生素 1941年，英美合作开发青霉素；1943 年，进入大规模工业生产。 6 000多种具有不同作用机制、不同的作用专一性、不同来源的抗生素 。 二、生物技术的发展历史 二、生物技术的发展历史 1. 传统生物技术阶段 “传统生物技术”（traditional biotechnology） ：其核心是指该历史发展阶段以发酵产品为主干的工业微生物技术体系，这种“把农牧渔业排斥在外的微生物发酵技术”称作传统生物技术的“狭义”概念。 而传统生物技术“广义”的概念则包括任何一种以活的机体制作和改进产品，改良动植物，培育专用微生物的技术。 特点：这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品，其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域，通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品，如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。 2. 近代生物技术阶段 “近代生物技术”可以理解为是随着显微镜的发现和发明，在细胞层面上改造生物体的技术。 特点：