生化技术发展史

合集下载

生物化学发展史及应用前景

生物化学发展史及应用前景

生物化学发展史及应用前景生物化学是研究生物体内化学反应和分子结构与功能的学科。

随着时间的推移,生物化学的发展逐渐揭示了生命的奥秘,并在许多领域中产生了广泛的应用前景。

生物化学的发展史可以追溯到19世纪中叶,当时生物学家开始注意到生物体内的化学变化。

1828年,德国化学家弗里德里希·维勒首次分离出腰椎蛇毒中的一种含有氨基酸的化合物,并将其命名为亚历山大。

1869年,俄国生物化学家切尔本科首次提出了生命中的氨基酸和多肽的概念,为后来蛋白质研究奠定了基础。

此后,生物化学研究不断取得突破,包括发现核酸结构及功能和酶催化反应机制等重要进展。

在20世纪,生物化学的进展加速了科学研究的发展和提高了医药产业的发展。

生物化学的应用前景主要体现在以下几个方面:1. 遗传学研究:生物化学为遗传学的发展做出了巨大贡献。

通过研究蛋白质和核酸的结构与功能,揭示了基因的组成和遗传信息的传递机制,为遗传工程与基因治疗提供了理论基础。

2. 药物研发:生物化学的发展对药物研发起到了关键作用。

通过研究药物与靶蛋白的相互作用,生物化学可以设计出更加精确和有效的药物分子,提高药物的靶向性和安全性。

此外,生物化学还可以帮助研究药物代谢和毒性机制,为药物治疗的个体化定制提供依据。

3. 分子生物学研究:生物化学为分子生物学的发展提供了基础。

通过研究蛋白质的结构与功能,生物化学揭示了细胞信号传导、蛋白质运输和分泌机制等重要过程。

这些研究使得我们更好地理解了细胞和生物体的运作机制,并且在疾病诊断和治疗中发挥重要作用。

4. 农业生物技术:生物化学为农业生物技术的发展提供了理论基础。

通过研究植物的生长、代谢和抗性机制,生物化学可以帮助改良作物品质、提高产量和抗虫性,并探索新的绿色农业技术。

5. 环境科学:生物化学在环境科学中也有广泛的应用。

通过研究生物体和环境中的化学变化,生物化学可以帮助监测和评估环境污染的程度,并发展可持续发展的环境修复技术。

公元年公元年生命科学发展大事记-生物化学与分子

公元年公元年生命科学发展大事记-生物化学与分子

生命科学发展大事记公元1911年~公元1948年公元1911年●出生于波兰的美国生化学家C.芬克在英国从米糠中分离出具有活性的抗脚气病的白色晶体,并将这类必需的微量营养物质命名为维生素。

这是首次明确提出“维生素”这一概念。

●Rous P. 发现鸟类致瘤病毒。

公元1912年●英国生化学家F.G.霍普金斯用实验肯定了维生素的存在,并提出营养缺乏症的概念。

●德国生化学家O.瓦尔堡证明在细胞中有一种激活氧的呼吸酶,并发现氰化物能抑制这种酶的活性,提出呼吸作用需要铁参加。

●提出生物氧化为脱氢作用。

●Morgan T.H.发现雄果蝇某些基因的完全连锁。

公元1913年●提出酶动力学理论。

●Sturtevant A.H.创用三点测交法并建立连锁距离的概念。

●Bridges C.B.发现减数分裂中染色体不分离现象,确证遗传的染色体学说。

公元1914年●美国生化学家E.R.肯德尔分离出纯的甲状腺素。

●在英国曼彻斯特,首次利用细菌处理下水道。

●指出生物氧化由铁激活氧而来。

公元1915年●美国生物学家T.H.摩尔根和他的学生A.H.斯特蒂文特、C.B.布里奇斯用果蝇为实验材料,通过大量研究证明,基因在染色体上呈线形排列,发现基因的连锁和交换现象,出版了《孟德尔遗传原理》,补充发展了孟德尔定律,提出了现代遗传学的基因学说。

●德国化学家R.M.维尔施泰特发现在叶绿素分子中镁离子间4个氮原子相连,而氮则分别位于4个闭环的烃链上,从而提出了镁在叶绿素分子中的地位同铁在血红素分子中的地位相当。

●英国微生物学家F.W.特沃特发现了溶菌现象。

1917年法国出生的加拿大人F.H.德埃雷尔将这种溶菌因素命名为噬菌体。

●Twort F.W.分离病毒。

●美国营养学家E.V.麦科勒姆发现维生素A,1922年E.V.麦科勒姆等又发现维生素D,并证明其与软骨病有关。

他还把维生素分为水溶性和油溶性两大类。

●激素与肿瘤(Hormones and cancer)激素与肿瘤(Hormones and cancer),激素可以影响一些癌症的发生与发展,目前已被我们普遍接受,然而,从最早观察到激素对一些癌症病人有益到发展成以内分泌器官为靶标的第一种药物,已经经历了一百年。

生化发展史

生化发展史

现代生物化学始于18、19世纪:1828年,德国化学家弗里德里希·维勒从无机化合物氰化铵合成有机化合物尿素1833年,法国化学家安塞姆·佩恩发现第一个酶——淀粉酶1869年,瑞典生物学家弗雷德里希·米歇尔发现遗传物质——核素1877年,霍佩-赛勒首次提出名词Biochemie,即英语中的Biochemistry20世纪生物化学快速发展:1902年,英国生理学家欧内斯特. 斯塔林首次提出“hormone”来表示激素1912年,英国科学家霍普金斯发现食物辅助因子——维生素1926年,德国科学家奥图·瓦伯格发现呼吸作用关键酶——细胞色素氧化酶1926年,美国科学家J.B.萨姆纳(美国)首次分离提纯了脲酶酶、维生素、激素——19世纪末、20世纪初,生物化学领域三大发现。

1940年代,糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等重要生理生化途径被陆续阐明1953年,Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型1958年,Crick提出“中心法则”;Sanger测定胰岛素分子结构1960年代,Arber等发现限制性内切酶1961年,Jacob和Monod提出“操纵子学说”1966年,Nirenberg和Khorana破译遗传密码1970年代,Termin和Baltimore发现反转录酶;Berg等成功进行了DNA体外重组;Coben 建立分子克隆体系1980年,Sanger 确定DNA序列测定方法1985年,Mulis建立聚合酶链式反应(PCR)技术1995年,Fire和Mello阐明RNA干扰(RNAi)机制1997年,第一只克隆羊诞生2000年,人类基因组计划完成中国1930年代,吴宪教授首次提出蛋白变性理论、血液生化1965年,中科院生化所与有机化学所人工合成有功能的蛋白质--牛胰岛素1973年,X-射线分析出猪胰岛素空间结构1983年,酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成( tRNAAla )2002年,水稻基因组诺贝尔奖1965 诺贝尔生理学-医学奖Jacob and Monod For works:操纵子(operon)1965 诺贝尔生理学-医学奖Nirenberg and Khorana For works: 三联体密码的破译1983 诺贝尔生理学-医学奖Barbara McClintock (86y) For work:Transposon 转座子2014诺贝尔生理学或医学奖2014年10月6日,2014年诺贝尔奖生理学或医学奖揭晓,拥有美英双重国籍的科学家约翰·奥基夫、挪威科学家梅布·里特·莫泽和爱德华·莫泽夫妇共获殊荣,以表彰他们对大脑“定位系统”的重大发现。

生物化学的发展

生物化学的发展

生物化学的发展生物化学是研究生物体内化学成分及其相互作用的学科,是化学与生物学的交叉学科。

本文将从生物化学的起源,发展历程以及对现代生物科学的贡献等方面进行探讨。

1. 生物化学的起源生物化学的起源可以追溯到古代,当时人们对生物体的化学成分和化学反应已有初步认识。

然而,真正的生物化学学科的诞生可以追溯到19世纪末和20世纪初。

当时,研究者开始发现生物体内存在着许多特殊的化学物质,如蛋白质、核酸、碳水化合物等,并开始关注这些分子在生物系统中的功能和相互作用。

2. 生物化学的发展历程生物化学的发展历程可以概括为以下几个关键阶段:2.1 早期研究早期的生物化学研究主要集中在对生物体中大分子物质的分析和纯化上。

通过将细胞和组织进行破碎和提取,研究者们成功地分离出了许多重要的生物大分子,从而奠定了后续生物化学研究的基础。

2.2 酶的研究和酶动力学的兴起20世纪初,对酶的研究成为了生物化学的热点。

研究者们发现酶是生物体内许多代谢反应的催化剂,同时还提出了酶动力学的概念。

这一发现推动了生物化学研究向更深层次的方向发展,并为后来对代谢通路和能量转化的研究奠定了基础。

2.3 分子生物学的兴起20世纪50年代和60年代,分子生物学的兴起推动了生物化学的快速发展。

DNA的发现与结构、RNA的功能和蛋白质的合成等问题开始成为研究的热点。

分子生物学的方法和技术为生物化学研究提供了强有力的工具。

2.4 基因工程和蛋白质工程的发展20世纪末,基因工程和蛋白质工程的发展推动了生物化学的新一轮突破。

通过基因重组技术,人们可以精确地合成和改造基因,从而生产出各种重要的蛋白质和生物制品。

这一技术的发展使得生物化学在科学研究和产业应用上都有了巨大的进步。

3. 生物化学对现代生物科学的贡献生物化学的发展对现代生物科学做出了许多重要的贡献,主要包括:3.1 揭示生命的分子基础生物化学的研究揭示了生命现象的分子基础,从分子水平解释了生物学现象。

医学生物化学简介

医学生物化学简介

2
医学生物化学的基本概念
生物大分子的结构和功能
蛋白质:由氨基酸组成, 具有多种功能,如酶、激
素、结构蛋白等
核酸:由核苷酸组成,包 括DNA和RNA,是遗传
信息的载体
糖类:由单糖组成,具有 多种功能,如能量储存、
细胞识别等
脂质:由脂肪酸和醇组成, 具有多种功能,如能量储
存、细胞膜组成等
生物膜的结构和功能
生物化学与药学的交叉
药物设计与开发: 利用生物化学原 理设计新药
药物代谢与转运: 研究药物在体内 的代谢和转运过 程
药物作用机制: 探讨药物与生物 大分子相互作用 的机制
药物安全性与毒 性:评估药物的 安全性和毒性, 为临床应用提供 依据
生物化学与遗传学的交叉
遗传学是研究基因和遗传现象的 科学,与生物化学有密切关系。
RNA干扰技术:用于基因的沉默和 调控
蛋白质纯化技术:用于蛋白质的分 离和鉴定
细胞培养技术:用于细胞的增殖和 分化
基因编辑技术:用于基因的修改和 改造
生物信息学技术:用于基因数据的 分析和处理
5
医学生物化学的学科交叉
生物化学与生理学的交叉
生物化学是生理学的基础,生理学是生物化学的应用 生物化学研究细胞和分子层面的生理过程 生理学研究器官和系统层面的生理过程 两者相互补充,共同推动医学的发展

4
医学生物化学的实验技术
生物化学实验的基本操作技术
样品制备:包括样品收集、处理和保存等步骤 实验仪器使用:如离心机、分光光度计、电泳仪等 实验操作:如溶液配制、样品稀释、酶反应等 数据处理:如计算、绘图、分析等 实验报告撰写:包括实验目的、材料与方法、结果与讨论等部分
生物化学实验中的分离纯化技术

生物化学工程技术的发展与应用

生物化学工程技术的发展与应用

生物化学工程技术的发展与应用随着科技的不断进步,生物化学工程技术逐渐成为了一个备受关注的领域。

本文将就生物化学工程技术的发展与应用进行探讨。

一、生物化学工程技术的概念和发展生物化学工程技术,简称生化工技术,是将基础的化学、生物学及工程学相结合,研究利用生物体系所进行的现代科技领域。

其主要任务是开发新的生物材料、生物药品和生物制品,同时也包括研制生物制品生产相关设备和技术。

生物化学工程技术的发展源于20世纪初期的“酵母发酵”研究。

50年代,生化工技术被应用于生物治疗的研究中,但是由于技术条件的限制,直到80年代末90年代初期,生物化学工程技术才开始快速发展,其利用微生物和细胞培养技术,开发出了大量的新型制品。

目前,生物技术又离不开生物化工技术的支持,那么,今后生物化学工程技术的未来又将走向何方呢?二、生物化学工程技术的应用领域生化工技术长期以来一直是生物技术的重要组成部分。

目前生化工技术已在各个领域有广泛的应用:1、医药领域由于生化工技术可以将人体内一些无法在人体内合成的高分子药物通过基因表达技术进行人体内合成,因此促使了更多药物研发;其中最常见的就是抗癌药物。

此外,利用生物技术加工和生产的人血白蛋白、血液净化器等,也被证明可以显著降低医药领域的成本。

2、食品领域生化工技术在食品加工、贮存和质量控制等领域也得到广泛应用。

例如,酸奶、酵母、面包、啤酒等食品都是在生化操作过程下制成的。

此外,还有酶制剂和增甜剂等产品。

3、环境领域生化工技术在环保领域的应用也非常广泛。

例如,可以将生物技术用于处理生活垃圾、污水和工业废物。

处理污水时,如果使用化学方法只能将其分离出来,而利用生化工技术则可以将其完全降解;而且,利用生化工技术可以制造出高附着性菌的载体,可以有效地去除环境中有害物质。

三、未来展望随着生物技术和生化工技术的不断发展,未来的生化工技术将面临着新的挑战和机遇。

下面是未来几年中,生化工技术的发展及应用展望:1、免疫治疗技术的发展随着人们对疾病认识的不断深入,对于罕见疾病或慢性疾病患者注射一次性的“病毒颗粒”,将成为生化工技术未来的一个重要研究方向。

生物化学发展史

生物化学发展史

生物化学发展史生物化学是研究生物体内化学反应和分子结构的科学。

它是生物学和化学的交叉学科,对于揭示生命现象的本质和生物体内的分子机理具有重要意义。

下面将介绍生物化学发展的历程。

一、19世纪初期的生物化学研究起步19世纪初期,人们开始关注生物体内的化学反应和分子结构。

法国科学家拉瓦锡发现了生物体中的有机物可以通过化学反应合成,这一发现引发了人们对生物化学的兴趣。

随着化学分析技术的发展,人们开始逐渐认识到生物体内的化学物质是由一系列分子组成的。

二、20世纪初的生物化学研究进展20世纪初,人们开始研究生物体内的生物大分子,如蛋白质、核酸和多糖等。

英国科学家威廉逊提出了蛋白质的结构可以通过氨基酸的序列来描述,这为后来的蛋白质研究奠定了基础。

同时,德国科学家费舍尔发现了糖类的结构可以通过立体化学的方法来解析,这一发现使得人们对多糖的研究有了新的思路。

三、20世纪中叶的生物化学研究突破20世纪中叶,生物化学取得了重要的突破。

美国科学家沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,这一模型解释了DNA在遗传信息传递中的作用,为遗传学的发展做出了巨大贡献。

此外,法国科学家雅克·蒙多让发现了酶的活性与其结构之间的关系,揭示了酶催化反应的机制,为酶学的发展奠定了基础。

四、现代生物化学的发展进入21世纪,生物化学得到了前所未有的发展。

随着基因测序技术的突破,人们可以快速准确地确定一个生物体的基因组序列,从而揭示了生命的遗传信息。

同时,蛋白质组学的出现使得人们能够研究生物体内所有蛋白质的组成和功能,从而更好地理解生物体内的代谢网络和信号传导途径。

总结起来,生物化学发展历程中,人们逐渐认识到生物体内的化学反应和分子结构对于生命现象的理解至关重要。

从19世纪初期的化学分析到20世纪初的生物大分子研究,再到20世纪中叶的DNA结构和酶活性研究,以及现代生物化学的基因测序和蛋白质组学等技术的应用,生物化学的发展为我们理解生命的奥秘提供了重要的工具和方法。

生物化学发展史范文

生物化学发展史范文

生物化学发展史范文生物化学作为一门交叉学科,研究生命体内的化学成分、生物分子的结构与功能,以及生命活动过程中的化学变化等,对于人类认识生命的本质和推动生物科技发展起着重要的作用。

下面就生物化学的发展史进行一下简要的介绍。

早期的生物化学可以追溯到古代的阿拉伯科学家、印度医学家等,他们通过实验和观察,已经发现了许多与生命有关的化学现象。

然而,真正的生物化学发展起步于18世纪,当时瑞典化学家Torbern Bergman提出了无机和有机化学之间的区别,并开始研究生物体内的化学成分。

19世纪末,德国化学家法里厄斯提出了“生命由物质组成”的观点,奠定了生物化学的基础。

他通过对食品和饮料等物质的化学分析,揭示了生物体内的化学成分,并成功分离出了一些生物分子,如糖类、脂质和蛋白质等。

此外,他还研究了酶的存在和催化作用,为酶学的研究奠定了基础。

20世纪初,生物化学进入一个高速发展的阶段。

在这个时期,人们发现了维生素和激素等生物活性分子,并确定了它们在生物体内的作用原理。

例如,英国化学家弗雷德里克·霍普金斯等人发现了B维生素的存在和功能,为维生素的研究开辟了新的方向。

此外,生物化学家也开始研究核酸的组成和结构,并为后来的基因研究打下了基础。

20世纪中期以后,随着分子生物学的发展,生物化学领域进入了一个全新的阶段。

这个时期,人们对于遗传物质DNA的结构和功能有了更深入的认识,发现了DNA的双螺旋结构和基因的编码机理。

同时,人们还发现了RNA的存在和功能,为后来的基因表达研究提供了重要的线索。

此外,蛋白质的研究也取得了显著的进展,包括蛋白质的合成机制、结构和功能等方面。

到了21世纪,生物化学已成为一个更加广泛和深入的学科。

在大量实验证据的支持下,人们对于生物体内的各种生物分子的结构和功能有了更全面的了解。

同时,生物化学也与其他学科融合,如生物工程、药物化学等,共同推动着生命科学和医学的发展。

总之,生物化学的发展经历了一个逐步由对生物体化学成分的分离和分析到对生物分子结构和功能的认识的过程。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

生化技术发展史生化技术不完全是一门新兴学科,它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。

传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。

现代生物技术则是指 70 年代末80 年代初发展起来的,以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为核心的新兴学科。

当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。

生物技术是指: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。

当今世界各国综合国力的竞争,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二十一世纪高新技术。

我国早在 1986 年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术的首位。

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。

现代生物技术之所以会被世界各国如此重视和关注,是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术;还因为它与理、工、医、农等科技的发展,与伦理、道德法律等社会问题都有着密切的关系,对国计民生将产生重大的影响。

现代生物技术的主要内容包括: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、生物冶金、生物信息等技术。

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。

现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。

这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。

这就是现代微电子学和计算机技术与生物技术的结合和渗透。

如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱、DNA 合成仪、DNA 序列分析仪等。

没有这些结合和渗透,生物技术的研究就不可能深入到分子水平,也就不会有今天的现代生物技术。

现代生物技术的主要内容:疾病治疗:用于控制人类疾病的医药产品,包括抗生素、生物药品、基因治疗。

快速而准确的诊断:临床检测与诊断,食品、环境与农业检测。

农业、林业与园艺,新的农作物或动物的基因改造、保存,肥料,杀虫剂:如生物农药、生物肥料等。

食品,扩大食品、饮料及营养素的来源:如单细胞蛋白等。

环境:废物处理、生物净化及新能源。

化学品:酶、DNA/RNA 及特殊化学品、金属。

设备:由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物技术使用的设备等。

现代生物技术的发展:( 1 )提高农作物产量及其品质。

培育抗逆的作物优良品系。

通过基因工程技术对生物进行基因转移,使生物体获得新的优良品性,称之为转基因技术。

通过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。

至 1994 年全世界批准进行田间试验的转基因植物已达 1467 例,涉及的作物种类包括马铃薯、油菜、烟草、玉米、水稻、番茄、甜菜、棉花、大豆等。

转基因性能包括抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。

例如我国首创的两系法水稻杂交优势利用,已先培育出了具实用价值的梗型光敏核不育系 N5047S 、 7001S 等新品系,一般增产达 10% 以上,高产可达 40% 。

国家杂交水稻工程技术中心袁隆平教授,1997 年试种其培育的“超级杂交稻” 3.6 亩,平均亩产达 884kg 。

1998 年总理特批基金 1000 万元,用于支持该项研究的深化与推广。

我国学者还将苏云金杆菌的 Bt 杀虫蛋白转入棉花,培育抗虫棉,对棉铃虫杀虫率高达 80% 以上。

( 2 )植物种苗的工厂化生产;利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖,实现工业化生产。

该项技术又称植物的微繁殖技术。

植物细胞具有全能性,一个植物细胞有如一株潜在的植物。

利用植物的这种特性,可以从植物的根、茎、叶、果、穗、胚珠、胚乳、官或组织取得一定量的细胞,在试管中培养这些细胞,使之生长成为所谓的愈伤组织;愈伤组织具有很强的繁殖能力,可在试管内大量繁殖。

( 3 )提高粮食品质;生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外,还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。

例如美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中,使用权向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。

利用转基因技术培育番茄可延缓其成熟变软,从而避免运输中的破损。

大米是我们的主要粮食,含有人体自身不能合成的 8 种必需氨基酸,但其蛋白质含量很低。

人们正试图将大豆储藏蛋白基因转移到水稻中,培育高蛋白质的水稻新品系。

( 4 )生物固氮;减少化肥使用量,现代农业均以化学肥料,如尿素、硫酸铵作为氮肥的主要来源。

化肥的使用不可避免地带来了土地的板结,肥力的下降;化肥的生产又将导致环境的污染。

科学家们正在努力将具有固氮基因转移到作物根际周围的微生物体内,希望由这些微生物进行生物固氮,减少化肥的使用量。

( 5 )发展畜牧业生产利用转基因技术,将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内,使获得新的品质。

第一例转基因动物是 1983 年美国学者将大鼠的生长激素基因导入小鼠的受精卵里,现把受精卵转移到借腹怀胎的雌鼠内。

生下来的小鼠因带有大鼠的生长工激素基因而使其生长速度比普通小鼠快 50% ,并可遗传给下一代。

( 6 )提高生命质量,延长人类寿命;医药生物技术是生物技术领域中最活跃,产业发展最迅速,效益最显著的领域。

其投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位。

这是因为生物技术为探索妨碍人类健康的因素和提高生命质量提供了最有效的手段。

生物技术在医药领域的应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术。

( 7 )开发制造奇特而又贵重的新型药品;抗生素是人们最为熟悉、应用最为广泛的生物技术药物。

目前已分离到 6000 多种不同的抗生素,其中约 100 种被广泛地使用。

每年的市场销售额约 100 亿美元。

1977 年,美国首先采用大肠杆菌生产了人类第一基因工程药物——人生长激素释放抑制激素,开辟了药物生产的新纪元。

该激素可抑制生长激素、胰岛素和胰高血糖素的分泌,用来治疗肢端肥大症和急性胰腺炎。

如果用常规方法生产该激素,50 万头羊的下丘脑才能生产 5mg ,而用大肠杆菌生产,只需 9L细菌发酵液。

其价格降至每克 300 美元。

由于细菌与人体在遗传体制上的差异较大,许多人类所需的蛋白质类药物用细菌生产往往是没有生物活性的。

人们不得不放弃用细菌生产这种最简单的方法而另找其他方法,利用细胞培养技术或转基因动物来生产这些蛋白质药物是近几年发展起来的另一种生产技术。

如转基因羊生产人凝血因子 IX ;转基因牛生产人促红细胞生成素;转基因猪生产人体球蛋白等。

用基因工程生产的药物,除了人生长工激素释放抑制激素外,还有人胰岛素、人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等。

目前全世界已有 20 多种基因工程药物面市。

另外还有约 400 多种生物制剂正在进行临床试验,2000 多种处于前期的实验室研究阶段。

1987 年所有上市的基因工程药品价值约 5.4 亿美元,到了 1993 年, 10 种主要基因工程药品的经销额已接近 77 亿美元。

上世纪末达到 100 亿美元,到2003 年将达到 130 亿美元。

这清楚地表明,基因工程药物的产业前景十分光明,下个世纪整个医药工业将进行更新换代。

( 8 )疾病的预防和诊断;传统的疫苗生产方法对某些疫苗的生产和使用,存在着免疫效果不够理想、被免疫者有被感染的风险等不足;而用基因工程生产重级疫苗可以达到安全、高效的目的。

已经上市或已进入临床试验的病毒性肝炎疫苗(包括甲型和乙型肝炎等);肠道传染病疫苗(包括霍乱、痢疾等);寄生虫疫苗(包括血吸虫、疟疾等);流行性出血热疫苗、EB病毒疫苗等。

1998 年初,美国仪器和医药管理局( FDA )批准了首个艾滋病疫苗进入人体试验。

这预示着艾滋病或许可以像乙型肝炎、脊髓灰质炎等病毒性疾病那样得到有效的预防。

用基因工程技术还可生产诊断用的DNA试剂,称之为DNA探针,主要用来诊断遗传性疾病和传染性疾病。

( 9 )基因治疗; 1990 年 9 月,美国 FDA 批准了用 ADA (腺苷脱氨酶基因)基因治疗严重联合型免疫缺陷病(一种单基因遗传病),并取得了较满意的结果。

这标志着人类疾病基因治疗的开始。

以基因工程为基础的治疗遗传疾病、肿瘤、心血管、代谢性疾病的新方法——基因治疗是 21 世纪的一大热点领域。

基因治疗就是制备正常基因代替或校正遗传缺陷基因,或关闭、或降低、或调控异常基因的表达,而达到治疗疾病的目的。

( 10 )解决能源危机、治理环境污染;目前,石油和煤炭是我们生活中的主要能源。

然而,这些化石能源是不可再生的,最终将枯竭。

寻找新的替代能源将是人类面临的一个重大课题。

生物能源将是最有希望的新能源之一,而其中又以乙醇最有希望成为新的替代能源。

微生物可以利用大量的农业废弃物如杂草、木屑、植物的秸杆等纤维素或木质素类物质或其他工业废弃物作为原料。

生物技术还可用来提高石油的开采率。

目前,石油的一次采油,仅能开采储量的 30% 。

二次采油需加压、注水,只能获得储量的 20% 。

深层石油由于吸附在岩石空隙间,难以开采。

加入能分解蜡质的微生物后,利用微生物分解蜡质使石油流动性增加而获取石油,称之为三次采油。

从而大大提高了石油的工业储量。

环境保护方面,生物法生产化学品比化学工业生产法更环保和节能。

生物农药代替化学农药,不污染环境,对人体无害。

某些微生物能净化有毒的化合物,降解石油污染,清除有毒气体和恶臭物质,综合利用废水和废渣,处理有毒金属等作用,达到净化环境、保护环境、废物利用并获得新的产品的目的。

( 11 )制造工业原料、生产贵重金属利用微生物在生长过程中积累的代谢产物,生产食品工业原料,种类繁多;发酵技术还可用来生产化学工业原料。

现代生物技术发展趋势:基因操作技术日新月异和不断完善;基因工程药物与疫苗的研究与开发突飞猛进;转基因植物与动物技术取得重大突破;生物体基因组结构与功能研究发展迅速;基因治疗取得一定进展;蛋白质工程和生物信息学飞速发展。

现代生物技术发展史及其重要事件: 1917 年, Karl Ereky 首次使用生物技术这一名词; 1943 年,大规模生产青霉素;1944 年, Avery 等通过实验证明 DNA 是遗传物质; 1953 年, W atson Crick 阐明 DNA 的双螺旋结构; 1961 年, <生物技术和生物工程 >杂志创刊; 1961-1966 年,破译遗传密码; 1970 年,分离出第一个限制性内切酶; 1972 年, Khorana 等合成了完整的tRNA 基因; 1973 年, Boyer 和 Cohen 建立了 DNA 重组技术;1975 年, Milstein 建立了单克隆抗体技术; 1976 年,第一个DNA 重组技术规则问世; 1976 年, DNA 测序技术诞生。

相关文档
最新文档