农业生物技术1-绪论
第一章绪论
（1）农业的本质特征——自然再生产与经济再生产相交织
农业具有生产对象具有其固有的生长、发育、繁殖的规律；土地是必不可少的、重要的生产资料农业生产与外界自然环境关系密切；农业内部各生产门类之间相互依存；农业生产时间与劳动时间不一致；农产品具有消费资料与生产资料的双重属性；农产品具有鲜活易腐烂且体积大等一般特征。
由于农业是人类直接利用生物、太阳能、土壤、气候等自然力的生产活动，农业生产一方面是人类劳动产品、劳动力和生产关系等经济现象的再生产过程，同时又是生物的生长和繁衍及其与自然界进行物质和能量相互转换的自然现象的再生产过程。因此，经济再生产与自然再生产相交织是农业的根本特性。
自然再生产---指生物依靠自然环境和自身的生活机能而进行的自然生长发育过程（生物的自然生长发育过程），即生物有机体同自然环境之间不断进行物质、能量交换和转化的过程。自然再生产过程是生物通过自身的代谢活动而实现的，它是农业再生产的自然基础。亦可理解为：作为农业生产对象的动、植物（和微生物）通过自身的生长、发育、繁殖而自行增殖的过程。
社会功能包括为农民提供谋生手段和就业机会、提供生活和社交场所；有助于形成和维持农村生活模式及社区活动；减少农村人口盲目向城市流动，保持社会稳定，形成社会资本；在发展中国家，农业还可以消除贫困，替代社会福利保障。
粮食安全功能指所有人在人任何时候都在经济上有能力并且可以获得足够数量卫生安全和营养的食物。其构成要素为充足的供给、供给的稳定性、粮食的可获得性、食物的卫生安全、质量和偏好等。其实现途径为依靠自己生产（自给自足）、依靠进口及二者结合。开放贸易有助于稳定世界农产品市场，反之又有利于稳定粮食进口国的价格和保障其国家粮食安全。
农业除了确保粮食和其它农产品的供给之外，还要发挥防止洪涝灾害、涵养水源、防止土壤侵蚀和水土流失、处理有机废弃物、净化空气、提供绿色景观和自然景观，以及传统文化的继承等多方面的作用。目前，欧盟、日本和韩国等国，已经将农业的多功能性作为保护其国内农业和农产品市场，维持其高度农业保护政策的口实。
农业生物技术教学大纲.doc
《农业生物技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程名称：农业生物技术英文名称：Agricultural Biotechnology课程类别：专业必修课学时：45学分：2适用对象: 农学和生物技术专业学生考核方式：（考试，课程论文，平时成绩各占70％，20％，10％）先修课程：植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学二、课程简介“生物技术概论”是农科类的专业选修课，先修课程主要有“英语、专业英语、植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学”等。
本学科综合上述学科的理论基础、方法和技术，通过讲述“现代事物技术的概念和发展简史”、“生物工程各项技术”、“基因克隆、转化、调空及其表达”、以及在“农业、环境、健康和能源”方面的应用，旨在使学生通过本课程的学习了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和在国民经济中的应用，为今后开展生物技术相关研究和学习提供基础。
Biotechnology is a rapidly-developing 21st century technology and interdisciplinary science that has already made an impact on commercial and non-commercial aspects of human life, such as stem cell research, cloning, pharmaceuticals, food and agriculture, bioenergetics, and information technology. This course, appropriate for novices in the biology fields and also for engineering and genetic students, covers all of the fundamental principles of these modern topics. In addition to the comprehensive coverage of the standard topics, such as cell growth and development, genetic principles (mapping, DNA, etc), protein structure, plant and animal cell cultures, and applications, the course includes up-to-date discussions of modern topics, e.g., medical advances, quality control, stem cell technology, genetic manipulation, patents, bioethics.三、课程性质与教学目的当今世界，各国综合国力竞争，实际上是现代科学技术的竞争，现代生物技术被世界各国视为一种高新技术。
《农业生态学》期末复习----章节重点
农业生态学第一章绪论农业生态学：应用生态学的原理,系统论的观点和方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究它们之间的相互联系、协同演变、调节控制和平衡发展规律的学科。
生态学:是研究生物与其环境相互关系的学科。
生态系统:在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。
农业生态系统：农业生物与环境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体，是驯化的生态系统，既受生态规律的制约，也受社会经济规律的制约。
1. 1865年，勒特（Reiter）造了生态学一词2. 1935年，英国植物生态学家坦斯尼（A.G.Tansley）第一次提出了生态系统和生态平衡的概念。
3. 1941年，美国科学家林德曼（R.L.Lindeman）提出了食物链、食物网、生态金字塔理论4. 美国生态学家奥德姆（E.P.Odum）——对遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流做了大量的研究，写成《生态学基础》5. 1963年，海洋生物学家卡逊（R.Carson）——《寂静的春天》6. F.C.Pielou《数学生态学引论》、R.M.May《理论生态学》——推动生态学向定量化方向发展8. 21世纪五大危机：人口危机、粮食危机、资源危机、环境危机、能源危机（一说为生物危机）第二章农业的基本生态关系1.生境（habitat）：在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区域就称为该生物种或生物群落的生境。
生境也叫栖息地。
2.最小因子定律：（德国化学家李比西）——植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。
相对稳定状态下E.P.Odum（1973）做了两点补充：①这一定律只有在相对稳定状态下才能运用；②要考虑因子间的相互作用。
谢尔福特耐性定律：在生物的生长和繁殖所需要的众多生态因子中，任何一个生态因子在数量上的过多、过少或质量不足，都会成为限制因子。
E.P.Odum（1973）等对耐性定律作了补充：该定律把最低量因子和最高量因子相结合，任何接近或超过耐性下限或耐性上限的因子都称做限制因子3.生活型：不同植物长期适应相似环境的结果使这些植物在外部形态上和对生境的要求上表现为相同或相似。
农业生物技术 高职教材
农业生物技术高职教材一、农业生物技术基础农业生物技术是一门将现代生物技术应用于农业领域的学科。
它旨在通过利用生物技术的手段，改良和优化农作物的遗传特性，提高产量和品质，同时减少对环境的负面影响。
本节将介绍农业生物技术的基本原理和关键技术，包括基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术和发酵工程技术等。
二、基因工程与育种基因工程是农业生物技术的核心部分，它通过改变生物体的遗传物质来创造具有优良性状的品种。
本节将介绍基因工程的基本原理和技术，包括基因克隆、基因转移、基因表达和基因编辑等。
同时，还将介绍基因工程在育种中的应用，如抗虫、抗病、抗逆、品质改良和产量提高等。
三、细胞工程与繁殖细胞工程是利用细胞进行繁殖和遗传改造的一种生物技术。
在农业上，细胞工程主要用于快速繁殖优良品种和创造新的植物品种。
本节将介绍细胞工程的基本原理和技术，包括细胞培养、细胞融合、染色体加倍和胚胎培养等。
同时，还将介绍细胞工程在农业上的应用，如花卉、蔬菜、水果和林木等的快速繁殖。
四、酶工程与发酵酶工程是利用酶进行工业生产的一种生物技术。
在农业上，酶工程主要用于生产具有特定功能的酶制剂，如植酸酶、蛋白酶和脂肪酶等。
本节将介绍酶工程的基本原理和技术，包括酶的分离纯化、酶的固定化、酶反应器和酶的生产与应用等。
同时，还将介绍酶工程在农业上的应用，如提高农作物产量和品质、促进土壤改良和减少环境污染等。
五、蛋白质工程与产品蛋白质工程是利用蛋白质的结构和性质进行设计和改造的一种生物技术。
在农业上，蛋白质工程可用于改进农作物中的蛋白质含量和组成，提高农产品的营养价值。
本节将介绍蛋白质工程的基本原理和技术，包括蛋白质的分离纯化、蛋白质的修饰和蛋白质的结晶等。
同时，还将介绍蛋白质工程在农业上的应用，如大豆、玉米和小麦等的蛋白质改良。
六、农业微生物技术农业微生物技术是利用有益微生物进行农业生产的一种生物技术。
这些有益微生物可以是细菌、真菌或放线菌等，它们可以促进土壤改良、提高农作物抗性和产生有用的代谢产物等。
生物制药 绪论
手段
• 生物技术制药是指采用现代生物技术可以 人为地创造一些条件，借助某些微生物， 植物或动物来生产所需的医药品。 原材
• 它包括基因工程制药，动物细胞工程制料药， 抗体制药，植物细胞工程制药，酶工程制 药。
分子生物学
微生物学
生物化学 遗传学 细胞生物学
现代生物技术
化学工程
农业生物技术 医药生物技术 生物技术疫苗 生物技术诊断 家畜生物技术 海洋生物技术
• 污染物是指在细菌表达产物中的内毒素、 动物细胞污染的致瘤性DNA及病毒，这3）生物技术药物由实验室技术扩大到生 产规模，在生产培养期间，意外的改变可 导致有利宿主/载体系统表达其它的基因， 并使多肽发生改变，这些改变可使产品量 下降或杂质的质与量的改变，因此要绝对 保证生产条件的一致性及最终产品的一致 性。
主要有氨基酸、多肽蛋白类、核酸类、多 糖、脂、细胞生长调节因子等。
• （4）生物制品（Biological Products）指 以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织 作为起始原料，采用生物学工艺或分离纯 化技术制备，并以生物学技术和分析技术 控制中间产物和成品质量制成的生物活性 制剂。包括：疫（菌）苗、毒素、类毒素、 免疫血清、血液制品、免疫球蛋白、抗原、 变态反应原、细胞因子、激素、酶及辅酶、 发酵产品、McAb、DNA重组产品、体外免 疫试剂等。
4 、生物技术药物的特性
• 生物技术药物与其它药物之间的区别，主要由生 物技术药物的以下特点所决定的：
• （1）生物技术来源药物的生产方式，是应用基因 修饰的生物体产生的蛋白或多肽类的产物，或是 依据靶基因化学合成互补的寡核苷酸，所获产品 往往分子质量较大，并具有复杂的分子结构。
• （2）生物技术药物存在着种属特异性。许多生物 技术药物的药理学活性与动物种属及组织特异性 有关，主要是药物自身，以及药物作用受体和代 谢酶的基因序列存在着动物种属的差异
农业生态学第一章
微生物 Microbes
环境
Environment
第一节 生态学的产生与发展
三、生态学发展的历史阶段
1. 个体生态学与群落生态学阶段
• 1749年布丰《生命律》；1803年马尔萨斯《人口论》 • 1859年达尔文发表《Origin of Species》，创立了生物进化论 • 1869年德国的海克尔（E. Haekel）正式将生态学定义为研究有机 体与其环境条件相互关系的科学。
第一节 生态学的产生与发展
三、生态学发展的历史阶段
2. 生态系统生态学阶段 1935年英国生态学家坦斯列第一次提出生态系统。 1941年美国年轻生态学家林德曼提出食物链中能量利用的 “十分之一定律”。 1952年E. P. Odum发表了，第一次以生态系统为中心建立了 完整的生态学。
第一节 生态学的产生与发展
第四节 农业生态学的研究对象和内容
二、农业生态学的内容
1、 农业生态系统的结构（Structure)
2、 农业生态系统的功能 (Function)
3、 农业生态系统的地域分布特点和规律 4、 农业生态系统的发展演变规律 5、 农业生态系统的调节控制规律和方法 6、农业生态系统的设计和生态农业建设
第三节 农业生态系统的概念
一、 生态系统(Ecosystem) 1． 生态系统的定义
l 生态系统是在一定的空间内的全部生物和非生物环境相互作 用形成的统一体。 2． 生态系统的基本组分 生态系统的两大组分：环境组分和生物组分 l 环境组分包括四方面：辐射、气体(air)、水、土体。 l 生物组分包括生产者、大型消费者和小型消费者。
三、生态学发展的历史阶段
3. 生态学应用与调控静的春天》；
1971年的MAB计划
《农业概论》第1章_绪论
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
在国民经济统计中，农业产值只包括种植业、
林业、畜牧业和水产业。
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
“十字型大农业”
于光远1982年提出（后作了适当修改）
农 业 服 务 业
植物生产+动物生产+微生物生产
农 产 品 加 工 业
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
“飞鸟型大农业”
生态农业与有机农业和区别 （1）生态农业是一个原则性的模式而不是严格的
标准。 （2）生态农业是有机农业与无机农业相结合的综
合体，
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
生态农业的特点 综合性 多样性 高效性 持续性
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
中国特色的生态农业模式
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
（4）新农业概念 无土农业 观光农业 外向型农业 立体农业 设施农业 都市农业 精准农业 生态农业
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
生态农业（中国） 生态农业的定义 是按照生态学和经济学规律，因地制宜地设计、 组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工 程体系。
国内发展前景
优势众多，前景广阔。
首先我国有着历史悠久的传统农业
其次中国有其地域优势
第三我国农村劳动力众多
第四中国加入世贸组织
2020/5/29
山西财经大学国际贸易学院 毋俊芝
对有机农业的误解：
第一、有机农业就是指不用化学合成物质的农业。 第二、有机农业就是传统农业，发展有机农业是在走 回头路。 第三、有机方法种植的作物产量比现代种植的产量低。 第四、有机农业和作物品质低、营养差。 第五、有机食品一定是无污染，不含化学残留物质。 第六、有机农业生产仅仅是简单地用有机肥替代化肥 的使用。 第七、有机农业劳动力投入多，成本高。
农业生态学-第一章绪论
Ecology is the study of organisms in relation to the surrounds in which they live. These surrounds are called the environment of organism. This environment is made up of many different components,include other living organisms and their effects,and purely physical features such as the climate and soil type.
2. 生态学的创始阶段(18-19世纪)
1749：法国，布丰Buffon ， 生命律 1803：英国，马尔萨斯Malthus， 人口论 1807：德国，洪堡德Humboblt， 植物地理学 1859：英国，达尔文C.Darwin， 物种起源 1866：德国，Ernst.Haeckel， 生态学
Oikologie（生态学） = Oikos（住所）+Logos（科学）
一、农业生态学的产生和发展 二、农业生态学的性质和任务 三、生态农业的概念
生态学
侯学煜：研究生物与其周围环 境（包括非生物环境与生物环 境）相互关系的科学。
生态学
生物
环境
c
地球约存在46亿年，35亿年前出现生物（菌藻类），恐龙 2.3亿年前出现，六千五百万年前消失；人类已存在大约 400万年。
1935，英国，A.G.Tansley,生态系统， 1939，提出生态平衡概念。 1941，美国，林德曼，食物链， 1942，“十分之一法则”。 1952，美国，E.P.Odum，《生态学基础》
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3、现代生物技术的发展趋势
①基因操作技术日新月异； ②基因工程药物和疫苗突飞猛进； ③转基因植物和动物取得重大突破； ④阐明生物体基因组及蛋白质的结构与功能； ⑤基因治疗取得重大进展； ⑥蛋白质工程的发展； ⑦生物信息学。
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第三节
三、国外生物技术的发展特点
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第二节 生物技术的内容
一、生物技术的体系
根据操作对象及操作技术，分为四大工程： 1、基因工程（gene engineering） 2、细胞工程（cell engineering） 3 、 蛋 白 质 ( 酶 ) 工 程 （ protein or enzyme
engineering） 4、发酵工程（fermentation engineering）
2、人工种子，陈正华，高教社，1990
3、生物工程与生命，高教司，高教社，2000
4、生物技术导论，雷特迪吉，科学社，2002
5、生物技术概论，宋思扬，科学社，1999
6、生物技术与抗除草剂作物，苏少泉，化工社，2002
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主要参考书2
7、现代环境生物技术，王建龙，清华社，2001
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20世纪90年代至今，保持领先地位
美国生物技术的发展特点：
一、从自由分散研究转向相对集中
二、以民间投资转向国家投入
三、由侧重基础研究转向基础与应用并进
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人类基因组计划
Human Genome Project，HGP 1、 HGP的提出
2、 HGP的目标 3、 HGP的实施
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第一节 生物技术的含义
生物技术（ biotechnology ）又称 生物工程（ bioengineering ）。
广义：生物技术是指利用有机体的操 作技术。
现代：指以现代生命科学为基础，结合先
进的工程技术手段，按照预先的设计蓝 图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目的。
1）糖工程计划 2）“人体基因组”数据库
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（三）西欧的新发展
1990，欧共体，第三个科技发展总体规 划，57亿欧元。生物技术是重点之一。
1、分子水平：蛋白质、基因结构和功能 2、细胞水平：新陈代谢及细胞机理 3、人类生态学和生生物技术9项 ，经费5亿欧元。
第三节
二、现代生物技术的发展
1、现代生物技术的建立 1944，Avery，DNA→→遗传信息
1953年， Watson和Crick，提出
DNA双螺旋结构.
1961年，Nirenberg，破解遗传密码，DNA→蛋白质。
1972年，Herber和Stanley， DNA体外重组技术. →→成为现代生物技术建立的标志。
利用酵母大规模发酵生产。 1917年，Karl，“生物技术” 1929年，抗生素----盘尼西林 1946年，细菌生产----氨基酸
20世纪60年代，发酵技术和酶技术广泛应用。
3、特点
传统生物技术主要通过微生物的初级发酵来生产商 品，仅局限在微生物技术的领域。
主要产品： 1）医药业：抗生素、维生素、氨基酸等 2）轻工食品业：酶制剂、酵母、氨基酸、饮料等 3）化工业：酒精、丙酮、丁醇、沼气等 4）农林业：抗生素农药 5）环保业：生物治理污染
第三节
一、传统生物技术的发展
1、起源
中国：石器时代，谷物造酒 周代，豆腐、酱和醋 明代，种植痘苗预防天花
世界：公元前6000年，啤酒发酵 公元前4000年，制作面包 公元前200年，古埃及，枣椰树交叉
授粉，改良品质。沿用至今。
2、发展
1857年，法国Pasteur，霉菌纯种培养技术 1878年，啤酒酵母单一培养技术 1881年，细菌的纯粹培养技术
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4、HGP精神
1）团结协作精神 2）高度负责精神
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（二）迎头赶上的日本
发展特点： 起步迟、基础差； 起点高、发展快。
1968年，第二经济大国
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生物技术发展四项措施：
1、增加经费和扩大投资
高技术发展为首选，重视生物技术。
2、实施培育发展政策
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1992-2000，遗传图谱完成
1995-2001，物理图谱完成
2000.6.26，HGP工作草图（work draft）
2001.1.12，HGP精确图（精确度99.99%）
2003.4.14，HGP完成图（99%序列，精确度 99.99%）
HGP在生物信息科学、数据处理、知识产权及 社会伦理学研究等方面取得较大进展。
二、四大工程之间的关系
微生物 工程菌 发酵工程
基因工程 蛋白质/酶 蛋白质/酶工程
产品
动植物个体/细胞 细胞工程
优良动植物品系
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三、生物技术的特点
1、高技术类型：
1）生物技术—高技术之首 2）航天技术 3）信息技术 4）激光技术 5）自动化技术 6）新能源技术 7）新材料技术
（一）世界领先的美国 （二）迎头赶上来的日本 （三）西欧的新发展
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（一）世界领先的美国
20世纪70年代，率先发展
国际领先地位， “生物技术”产业。 1976年，旧金山，Genentech公司，世界第 一家生物技术公司。 10年内，注册资本超过50亿美元。
特点：大学+企业，分散、自由发展状态。
1、《中国生物工程杂志》
2、《农业生物技术学报》
3、《生物工程学报》
4、《生物技术》
5、《生物技术通报》
6、《生物技术通讯》
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其他参考来源
1、CCTV-4《探索发现》
2、CCTV-7《科学世界》
3、CCTV-7《星火科技》
4、CCTV-7《科技苑》
5、CCTV-10《科普系列》
6、CCTV-10《走进科学》
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课程体系
第一章 绪论
第二章 现代农业细胞工程
第三章 现代农业基因工程
第四章 现代农业微生物工程
第五章 分子标记技术及
其在植物改良上的应用
第六章 农业生物反应器
第七章 生物技术专利
第八章 农业生物技术产业化
第九章 生物技术安全性评价
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第一章 绪论
第一节 生物技术的含义 第二节 生物技术的内容 第三节 农业生物技术的发展 第四节 农业生物技术的应用
4、 HGP精神
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1、HGP的提出
两大背景： ★1945的原子弹核辐射基因突变研究的需要。 ★ 1975的肿瘤计划失败的推动。
1985，能源部提出HGP草案。 1986-1988，专题报告提交国会。 1988，美国国家卫生院提出资助。 1988.11，国会批准能源部和国家卫生院负责HGP。
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课程目的
生物技术→21世纪的支柱产业→→ 推动世界农业 跨越式发展。
多视角展示，系统、科学、通俗地讲述：
成就、发展状况、应用前景、存在问题以 及解决的思路和途径等。
授课目的：
能够对现代生物技术在世界农业领域中的 应用和发展，具有一个全面系统地了解和把握， 从而拓展学生的知识面，提高学生认识农业科 技的素质和能力。
8、现代生物技术导论，瞿礼嘉，高教社，1998
9、植物细胞工程与育种，胡含，北工大社，1990
10、植物原生质体培养，孙勇如，科学社 ，1991
11、植物组织培养手册，颜昌敬，上海科技社，1990
12、中国生物技术产业发展报告，中国生物工程学会，
化学工业社，2003
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主要参考杂志
2、高技术的基本特征
1）高效益—高额利润 2）高智力—创造性和突破性 3）高投入—大量的资金投入 4）高竞争—时效性竞争激烈 5）高风险—竞争导致高风险 6）高势能—国家发展意义重大
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3、生物技术的特点
1、高效和经济
工程生物提高产量和品质；高效生产特殊商品 （药物）。
2、清洁低耗和可持续发展
农业生物技术
Agriculture Biotechnology
于元杰
yuanjy@
8242903（O）
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成绩组成：
平时成绩：30% 其中
平时测验：20% 课堂笔记和考勤：10% 期末考试：70% 考试形式：闭卷
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主要参考书1
1、农业生物技术，温孚江，中国科技社，2002
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四、中国生物技术的发展现状
起步较迟，目标明确， 措施得力，成果显著。
1、 “863计划”—《高技术研究发展计划纲
要》
2、“973”计划——《国家重点基础研究发展规
划》
3、“火炬计划”—商品化、产业化、国际化
4、“星火计划”—推科技，促城乡
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（一）应用研究成果
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20世纪80年代，全方位发展
1、制药与诊断方面 企业占50%。 2、农业方面 基因移植，胚胎工程。 3、工业方面 酶催化、基因重组→化学工业 ；细胞蛋白→食品和饲料工业；微生物采矿→ 能源工业；生物传感器→电子工业。 4、环保方面 微生物治污、生物降解、吸收核 废物等技术；细菌灭蚊剂、氧化酶除酚等。
资源低耗；治理污染；改善环境；拓展生存空间