第二代生物工程产品:巴斯德时代
19世纪中叶,法国科学家路易、巴斯德,Pasteur实验证 明发酵原理
19世纪末,德国人利斯特、柯赫(Rober Koch)细菌纯粹 培养技术
流行病判断的柯赫法则
一、该病的每一个病者体内必须能找到引起该病的微生物; 二、这种微生物必须能被分离出,并能在培养基(物)中生长; 三、这种微生物的纯培养物接种到易感动物能再发生这种病的自然状
态时出现的症状及病变; 四、在人工发病的动物体中又可分离到这种微生物。
1897年,法国布赫纳(Buchner):任何生物都有引起发酵的物质: 酶
1928年,弗莱明(A、 Fleming)发现青霉素,抗生素的工业化
现代生物工程技术的崛起与发展 1953年,Watson and Crick DNA 核酸双螺旋 结构,半保留复制
现代生物技术概述
本章主要内容
一、生物技术的含义 二、生物技术的产生与发展 三、现代生物技术的应用与前景
一、生物技术的含义
1、1 对科学与技术的理解 1、2 生物学与生物技术技术=生物工程
应用自然科学及工程学原理,以微生物体、 动物体、植物体或其组成部分作为生物反应 器将物料进行加工,以提供产品来为社会服务 的技术。
传统生物工程:利用现有的生物类型或生物机能为人类服务
现代生物工程:依照人们的意愿与需要创造全新的生物类型与生 物机能。
1、3 生物技术的主要内容
基因工程 细胞工程 蛋白质工程 酶工程 微生物工程
基因工程: 它是一项将生物的某个基因通过基因载 体运送到另一种生物的活性细胞中,使之无性繁殖 (称之为克隆)与行使正常的功能(称之为表达),从 而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。
蛋白质工程 :以蛋白质分子的结构规律及其与 生物功能的关系为基础,通过所控制的基因修 饰与基因合成,对现有蛋白质加以定向改造、 设计、构建,并最终产生出性能比自然界存在 的蛋白质更加优良、更加符合社会需要的蛋 白质。
微生物工程(发酵工 程) :利用生物的生命 活动产生的酶,对无机 或有机原料进行酶加 工(生物化学反应过程) 获得产品的工业。其
公元前4000年前,古代埃及人 发酵面包 我国的先民在仰韶时期(公元前5000 年~公元前4000
年),就利用小口尖底瓮保温发酵酿制谷芽酒,并在 该容器内澄清、饮用。 到了大汶口时期(公元前4300年4公元前2400年),酿 酒有了较大发展,饮酒之风特别盛行,出土了数量较 多的大件酿酒发酵窖器———大口尖底陶尊及多 姿多彩的酒具,表明了酒已具有礼仪功能。
现代生物工程: 发酵工程 酶工程 细胞工程 基因工程
生物技术现状如何？
世界生物技术产业现状 (2001统计数据)
全球生物技术公司4284家 ;美国1457家。 全球收入384、7亿美元;美国253、19亿美元 全球研发费用164、27亿美元;美国115、32亿美元
亏损59、33亿美元 我国生物技术产业现状
细胞工程 是指以组织、 细胞与细胞器为对象 进行操作,在体外条件 下进行培养、繁殖、 或人为地使细胞某些 生物学特性按人们的 意愿发生改变,最终获 得人们所需要的组织、 细胞或个体。
酶工程 :利用酶、细胞器或细胞所具有的特异 催化功能以及对酶进行的修饰改造,并借助生 物反应器生产人类所需要的一项技术。
科学最早由哲学家提出:进行研究— —得出规律——成为科 学,科学用于解决实际问题就是技术。
我国著名砖建李国豪院士有一个特别好的比喻,她讲科学树 根,技术是树干与大的树枝,众多的树叶就是工程
考虑
中国古代有科学与技术不？ ——有:吴文俊等的观点 ——没有,什么缘故？竺可桢、爱因斯坦
等 李约瑟难题
1、2 生物学与生物技术
标志:1953年,Watson & Crick 发现了DNA的双螺旋结构,及其后 来DNA重组技术的的发展。
现代生物技术特征
1)生物技术的多学科性与综合性 2)微生物、动植物作为生物催化剂,有不于化学催化剂 3)最终目的将生物反应开发成为工业生产的工艺过程,
即生物反应过程(Bioprocess)。
1、1 对科学与技术的理解 科学与技术及工程的关系
人类在实践中发现的客观规律称之为“科学”。当人们运用这些规律 去创造出成果时需要经过三个转化过程。第一个转化是应用规律去发 明一些称之为“技术”的方法与手段(如工具、设备);第二个转化是运 用技术去设计出要求的工作目标,被称为“工程”;第三个转化是依照 设计好的目标去实施之,创造出物质化成果。
生物学:是研究生物各个 层次的种类、结构、 发育与起源进化以及 生物与周围环境的关 系的学科。人也是生 物学研究的对象
现代生物技术:以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段 与其她基础学科的科学原理,依照预先的设计改造生物或加工 生物原料,为人类生产所需产品或达到某种目的,即现代生物 工程技术。
生物技术的上、中、下游过程
上游过程:反应前的加工,最重要的是提供与制备高 产优质与足够数量的生物催化剂 ;即应用常规选 育、基因工程、细胞工程与酶工程手段获得优良 菌株、细胞系或固定化的菌体等
中游过程:生物反应器为中心 下游过程:反应后的工序,从反应液中提取目的产物
加工精制成合格产品
传统生物工程与现代生物工程的区不
300家公司,有能力生产的150家,上市40多家。 产品总销售额200亿RMB。
生物技术产品有什么？
生物技术药物:胰岛素,EPO ,干扰素等 转基因农产品:转基因番茄,转基因大豆,
转基因棉花等
转基因动物(？)一般只处于实验室时期
基因工程
20世纪70年代随着DNA重组技术的出现而发展出来。 对基因进行加工,使生物体发展成为新的有机生物体。 是生物工程四兄弟中发展最迅速,威力最大的一个。
主体是利用微生物进 行反应的工业,处于生 物工程的中心地位。
这个5个方面的技术并不是各自独立的,它们相互 之间是相互联系、相互渗透的。其中基因工程处 于核心位置,发酵工程是生物工程的主要终端。
二、生物技术的产生与发展
第一代生物工程技术产品:远古时代
公元前6000年前,苏米尔人即古代巴比伦人 酿造啤 酒