《现代生物学导论》课程教学资源（PPT课件）第十二章 生物技术—现代生命科学的革命

12生物技术 现代生命科学的革命 12.1生物技术定义、主要内容和发展概况 2.2基因工程 12.3蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介 12.4分子诊断和基因治疗 12.5克隆羊技术 12.6生物芯片技术 12.7生物技术的安全性和社会伦理问题 自色母果 ②→(=m

12 生物技术—— 现代生命科学的革命 12.1 生物技术定义、主要内容和发展概况 12.2 基因工程 12.3 蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介 12.4 分子诊断和基因治疗 12.5 克隆羊技术 12.6 生物芯片技术 12.7 生物技术的安全性和社会伦理问题

生物科学成为当今世界自然科学的热点和重 点,主要由于两方面的原因: (1)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; (2)建立在实验室研究基础上的生物技术的发展 为人类带来了巨大的利益和财富。 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

➢ 生物科学成为当今世界自然科学的热点和重 点，主要由于两方面的原因： （1）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； （2）建立在实验室研究基础上的生物技术的发展 为人类带来了巨大的利益和财富。 ➢ 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

生物技术的显著特点 高技术(精细和密集的复杂技术) 高投入(尤其是前期科研投入高) 高利润 66q● 香省 回口

➢生物技术的显著特点 高技术（精细和密集的复杂技术） 高投入（尤其是前期科研投入高） 高利润

12.1生物技术定义、主要内容和发展概况 生物技术的定义 >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, 其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用 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

➢ 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， 其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用 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” 12.1 生物技术定义、主要内容和发展概况 ⚫ 生物技术的定义

●生物技术的主要内容 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,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 直接相关联的学科: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: 农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋 生物技术

➢ 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、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 ➢ 直接相关联的学科：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： 农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋 生物技术 ⚫ 生物技术的主要内容

12.2基因工程 基因工程是指在微观领 域(分子水平)中,根 原理,设计并实施—项2 据分子生物学和遗传学 把一个生物体中有用的 目的DNA(遗传信息)转入 HAtE RE 另一个生物体中,使后1≡g 者获得新的需要的遗传 :器 性状或表达所需要的产 物,最终实现该技术的基因工程与建筑工程 商业价值

➢ 基因工程是指在微观领 域（分子水平）中，根 据分子生物学和遗传学 原理，设计并实施一项 把一个生物体中有用的 目的DNA(遗传信息)转入 另一个生物体中，使后 者获得新的需要的遗传 性状或表达所需要的产 物，最终实现该技术的 商业价值。 12.2 基因工程 基因工程与建筑工程

●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 因工程产品一人胰岛素投放市场—它标志了 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 a-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

⚫ 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——它标志了 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、 a-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

●畜牧业中的应用 5 牛泌乳基因 人PA基因 >动物疫苗、生长激素等 重组UPA基因 将重组tPA基因注入 羊受精卵的细胞核 例:从转基因羊的羊奶 把受精卵殖入羊的子宫 中提取出治疗心脏病的 药物tPA 后代中有的羊 携带人tPA基因 集转基 的乳汁 从羊乳中提取 出tPA药物

⚫ 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

●种植业中的应用 用携带外源基因的农杆菌T质粒转化植物原生质体, 使外源DNA与植物染色体DNA整合,通过原生质体 的培养分化成愈伤组织,最后发育成具有新性状的 完整植株一转基因植物 农杆菌 插入新基 因的DNA 1.限制性酶切 2转入培养的 及DMNA连接 植物细胞 3.重建植物体 T DNA Ti质粒 携带外源 表现出新性状的植株 基因的DNA

⚫ 种植业中的应用 ➢ 用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体， 使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体 的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的 完整植株—转基因植物

●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 NA XOXA Y互补D N八八 八八互补RN 懂白酶 ●环境保护等等 自然成熟的西红柿 转基因西红柿 乙烯催熟的转基因西红柿

⚫ 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