现代生物技术与人类社会
生物技术的发展可谓日新月异,如同 20世纪五六十年代开始计算机改变从制 造业、旅游业、到保险业的每一个行业 一样,生物技术也将改变许多行业,影 响我们的生活和社会。 转基因食品----转基因农作物,抗虫棉、-----胰岛素、干扰素、疫苗-----人类说明书------
“ 未来”和 “爱情”一样神秘莫测,奇 幻非常,常常成为小说家笔下的主题, 当我们的先辈顶着酷热的骄阳,用长满 老茧的大手挥动着锄头耕耘农田时,不 会想到21世纪基因创造的新世界的模样。 专家预测,未来二十年,生化和医学的 诺贝尔奖很可能会授予有关基因的成果, 比尔 盖茨预言:下一个首富可能是从事 生物技术的投资者,------生物经济时代 开始了
植物细胞培养 动物细胞培养 1.2.2.3细胞融合: 指在一定的条件下2个或多个细 胞融合为一个细胞的过程,又叫细胞杂交。常用的 促融因子有聚乙二醇、灭活的仙台病毒等。植物细 胞融合见图2-4,动物细胞融合图2-5。 1.2.2.4 细胞重组;指在体外条件下,运用一定的实 验技术从活细胞中分离出各种细胞的结构或组成部 件,再把它们在不同的细胞之间重新进行装配,成 为具有生物活性的细胞,主要有核移植、叶绿体移 植、核糖体重建和线粒体装配等技术。如多莉的产 生既是核移植(见图)。
1.2.1.1基因工程的原理: 理论上的三大发现 技术上的三大发明
理论上的三大发现:
发现了生物的遗传物质是DNA 发现了 DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机理 发现了遗传信息的传递方式 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 基因工程的载体 逆转录酶的发现
技术上的三大发明:
1.2.1.2基因工程的过程;
在 20世纪90年代初,“21世纪是生 命科学的世纪”还是科学家的预言,仅 仅十年的发展,在刚刚进入21世纪,这 个预言正在变成现实。 « 圣经» 载,上帝在创世纪中创造了果 木、动物和人;21世纪人类将成为造物 主,因为基因的发现使人类能够改变生 命并创造生命,西游记中 孙猴子拔几根 猴毛吹出几个小猴子的神话正在变成现 实。
转基因工程药物和基因治疗 转基因植物 转基因动物
1.2.2细胞工程:微观水平的嫁接技术
指在细胞水平上改造遗传结构,从而培养出具有新性 状的生物个体或细胞群体,主要包括细胞培养、细胞 融合、细胞重组。
1.2.2.1原理及操作:
细胞是构成生命有机体的基本单位, 包含有生命的全部遗传信息DNA。植物细胞具有全能 性,经过培养能够发育成一个完整的植株。细胞工程 的基本操作主要有以下三方面: 无菌操作技术、细胞培养技术和细胞融合技术。 1.2.2.2细胞(组织)培养:指将动物、植物或微生物 的细胞或组织经无菌处理后置于人工培养几基上,使 细胞增殖,进而按需要今年培养的技术。
1.2生物技术的基本内容(几大领域): 基因工程:用“剪刀+糨糊”创造新物种 的工程。 细胞工程:微观水平的嫁接技术 酶工程:让工厂高效、安静、美丽如画 的工程。 发酵工程:把微生物或细胞造就成无数 微型工厂,将神话变为现实的桥梁。 蛋白质工程: 巧夺天工的技术。
1.2.1基因工程:
基因工程是利用DNA重组技术在体外通过人工 “剪切”和“拼接”等方法,对生物的基因进行 改造和重新组合,然后导入受体细胞,进行无性 繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生人类 需要的基因产物,达到定向地改变生物遗传特性 或创造新物种的 目的。
A.从生物有机体的基因组中,分离出带目的基因 的DNA片段。 B.将带目的基因的外源DNA片段,连接到能自我 复制的载体分子上,形成重组DNA分子。 C.将重组DNA分子转移到适当的受体细胞内。 D.筛选获得了重组DNA的受体细胞,克隆。 E.克隆基因的表达,产生出人类所需要的物质 (见图)。
1.2.1.3基因工程的应用:
其中生物技术列在首位,生物技 术之所以令世界各国如此重视,是 因为它是解决人类所面临的诸如食 物短缺、人类健康、环境污染和资 源匮乏等重大问题上有着不可比拟 的优越性,还因为它与理、工、农、 医等科技的发展、与伦理道德、法 律等社会问题都有着密切的关系。
高新技术的重要特征之一是学科 横向渗透,纵向加深,综合交错, 发展迅速。所以世界各国争相投巨 资发展,确定生物技术为21世纪经 济和科技发展的优先领域。
现代生物技术研究进展
序言
当今世界,我们所处的这个时代, 是科学技术飞速发展、知识信息爆炸的 知识经济时代,世界各国都在相互竞争, 竞争的焦点集中在科学技术上,谁的科 技发达,谁的综合国力就强大。 现在世界七大高新技术分别是现代生 物技术、航天技术、信息技术、激光技 术、自动化技术、新能源技术和新材料 技术。
1.2.2.5杂交瘤技术(单克隆抗体):是指 将抗体产生细胞与具有无限增殖能力骨 髓细胞 相融合,通过有限稀释法及克隆 化,使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细 胞系,由于这种抗体是针对一个抗原决 定族的抗体,又是单一的淋巴细胞克隆 产生的,故又称为单克隆抗体。见程是利用酶的催化作用进行物质转化的 技术,是将酶学理论与化工技术结合而形成的新 技术,也就是利用离体酶或直接利用微生物细胞、 动植物细胞、细胞器的特定功能,借助工程学手 段来为人们提供产品一门科学。 1.2.3.1酶工程包括的内容: (1)各类酶的开发和生产 (2)酶的分离、纯化、及鉴定技术 (3)酶的固定化技术 (4)多酶反应器的研制和应用 (5)酶结构改造修饰
序言 现代生物技术概述 现代生物技术研究热点与趋势 生物技术与人类健康 生物技术与农林业 生物技术与食品化工 生物技术 与能源、材料与海洋 生物技术与环保及军事 生物安全 生物技术的产业化
1.现代生物技术概述
1.1生物技术的基本概念 生物技术(biotechnology)有时也称生物工程 (bioengineering), 生物技术最初的含义是指利用生 物将原材料转变为产品。 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统 生物技术是指旧有的制酱、醋、酒、奶酪、酸奶及 有机酸的传统工艺。 现代生物技术是指以现代生命科学为基础(分子生 物学、细胞生物学),结合先进的工程技术手段利 用生物体及其亚细胞结构和分子,研究、设计和制 造新产品,或预期性地改变生物的特性乃至创造新 的物种或品种,使人们得到所期望的品质的技术。