中国生物技术的发展概况(课堂PPT)
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生物技术 ppt课件
• 生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财 富，将是未来经济发展的新动力。
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2
生物工程简史
• 传统发酵酿酒、制酱、制醋技术 • 1860年，单一霉菌纯粹培养技术 • 1878年，啤酒酵母单一培养技术 • 1881年，细菌的纯粹培养技术 • 1929年，发现抗菌素“盘尼西林” • 1946年，用细菌生产出氨基酸 • 1952年，用微生物转化荷尔蒙获得成功 • 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构 • 1956 年，Kornberg 发现了 DNA 聚合酶 • 1966 年，破译了氨基酸三联密码子
• 质粒是细菌细胞中自然存在于染色体外可 以自主复制的一段环状DNA分子。进入到
宿主细胞中的一个质粒可以大量增加其拷 贝数。
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细菌质粒pUC18
多克隆 位点
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2.2 重组DNA的一 般操作步骤
• 1、获得目的基因 • 2、构建重组DNA分子 • 3、转化受体细胞 • 4、筛选和鉴定转化子 • 5、培养转化细胞获得
• 该种酶已经发现和鉴定了200多种
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EcoRI特异
识别GAATTC
粘性 末端
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EcoRI 和T4 连接酶
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常见限制性内切酶
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15
载体——运送基因的工具
• 载体是运送目的基因片段进入宿主细胞的 工具，目前最常用的载体包括细菌质粒、 噬菌体、cosmid质粒和YAC载体等。
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8
生物工程的内容和特点
• 生物工程的四大体系：
– 基因工程
– 细胞工程
– 蛋白质工程
– 发酵工程
(完整版)生物技术概论ppt
• 利用细胞工程技术生产单克隆抗体则为利用生 物技术进行疾病防治的另一途径。例如：用于 治疗肿瘤的“生物导弹”，就是将用于治疗肿 瘤的药物与抗肿瘤细胞连接在一起，利用抗原 抗体结合的高度专一性，使得抗肿瘤药物集中 于肿瘤部位，以达到高效杀伤肿瘤细胞并减少 对正常细胞的毒性反应。
• 胃肠道：各类抗菌药物尤其口服给药者均可由药物本身 刺激作用引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等反应。
• 神经精神系统：青霉素类可对大脑皮层产生直接刺激， 出现肌阵挛、惊厥、癫痫、昏迷等；链霉素、卡那霉素 等均可损害第八对脑神经，导致听力或前庭功能损害； 氯霉素、普鲁卡因霉素等有时可引起幻觉、幻听、定向 力丧失等精神症状。
现代生物技术概论
第1章 现代生物技术总论
• 第一节 生物技术的含义
• 一 生物技术的定义
• 生物技术(biotechnology ),有时也称生物工 程(bioengineering),是指人们以现代生命科 学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采 用先进的工程技术手段,按照预先的设计改造 生物体或加工生原料,为人类生产出所需产品 或达到某种目的.
• 2. 细胞工程 • 细胞工程(cell engineering)是指以细胞为基本单
位,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,从而达 到改良生物品种和创造新品种;或加速繁育动、 植物个体;或获得某种有用的物质的过程.
• 3 酶工程 • 酶工程(enzyme engineering)是利用酶,细胞器或
细胞所具有的特异催化功能,对酶进行修饰改造, 并借助生物反应器和工过程来生产人类所需产品 的一项技术.
• 4 发酵工程
• 利用微生物生长速度快,生长条件简单以及代谢 过程特殊等特点,在合适条件下,通过现代工程技 术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所 需的产品称为发酵工程.
生物技术简介1 PPT课件
3.1 克隆羊“多莉”
3.2 克隆羊“多莉”的产生过 程
3.3 克隆人的技术路线实验
人胚胎的发育过程
4.
人类基因组计划(HGP)
1988年，美国国家卫生院和能源部迄今为止在生命 科学领域最宏大的研究计划——人类基因组计划 主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传 作图和物理作图，完成23对染色体上30亿个碱基的 序列测定 以美国为主，包括英国、法国、德国、日本和中国 多国科学家参加的国际合作计划
1.6
现代生物技术
又称生物工程或生物工艺学，是以生命科 学为基础，用先进的科学原理和技术手段来 研究生物体(材料)，为人类生产出所需要的 产品或达到某种目的 ( 如防治疾病、保护环 境等)。 突 破 点——DNA双螺旋结构的发现 发展方向——分子生物学 技术突破——重组DNA技术
DNA双螺旋结构
生物技术简介
生物技术
——现代生命科学的革命 1. 2. 3. 4. 5. 生物技术的慨念 生物技术的主要内容 克隆 人类基因组计划（HGP） 安全性与社会伦理问题
1.1
生物技术的作用与意义
生物技术是生命科学的基础 生命科学的基础学科是生物学 生物技术是现实生产力 生物技术是巨大的潜在生产力 生物技术是21世纪高新技术的核心内容 生物技术产业是21世纪的支柱产业
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
2.3 蛋白质工程
蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、 动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白 质人工改造与合成，最终获得商业化的产品
“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”， 即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的 研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用， 及蛋白质相互关系和作用
生物技术简介演示
在环保领域，蛋白质工程可 用于废水处理、污染物降解 和环境监测等。
05
酶工程
酶工程简介
酶工程定义
酶工程是以酶学原理为基础，通 过工业化手段对酶进行制备、生 产及应用的一门技术。
酶工程发展历程
酶工程自20世纪70年代发展至今 ，经历了从天然酶提取到酶的基 因工程改造等阶段，技术不断成 熟。
酶工程的意义
随着技术的发展，出现了许多新型的分离与纯化技术，如亲和色谱、免疫 沉淀和分子筛等。
蛋白质工程的应用
在医药领域，蛋白质工程可 用于设计和优化药物、疫苗 和治疗性抗体等。
在工业领域，蛋白质工程可 用于生物催化、生物材料和 生物传感器等。
在农业领域，蛋白质工程可 用于改良农作物、提高抗病 性和抗虫性等。
生物技术简介演示
汇报人： 2024-01-08
目录
• 生物技术概述 • 基因工程 • 细胞工程 • 蛋白质工程 • 酶工程 • 生物技术的未来展望
01
生物技术概述
定义与分类
定义
生物技术是指利用生物体系和工程原 理，结合现代技术手段，进行工业生 产或解决实际问题的一门技术。
分类
根据应用领域，生物技术可分为农业 生物技术、工业生物技术、医学生物 技术等。
01
基因工程是一种通过改变生物体的基因来改变其性状的技术。
基因工程发展历程
02
从最早的基因重组技术到现代的基因编辑技术，基因工程经历
了漫长的发展过程。
基因工程的基本原理
03
基因工程利用重组DNA技术，将外源基因导入细胞或生物体中
，以改变其遗传特性。
基因工程的基本操作
01
02
03
基因克隆
通过限制性酶切和连接反 应，将外源基因插入到载 体DNA中，形成重组 DNA分子。
生物科技小讲座PPT课件
细胞工程
01
02
03
04
细胞工程是利用细胞进行繁殖 和发育的技术。
细胞工程在医学、农业和工业 等领域有广泛应用，如干细胞
治疗、胚胎发育研究等。
细胞工程的基本技术包括细胞 培养、细胞融合、细胞基因编
辑等。
细胞工程的发展为人类提供了 更深入的细胞和组织层面的理
解和操控能力。
蛋白质工程
蛋白质工程是通过改变蛋白质的序列和结构来改变其功 能的技术。
的伦理争议。
02
人类增强
生物科技的发展使得人类增强成为可能，例如通过基因编辑提高智力、
体能等。然而，这种增强可能导致人类之间的不平等加剧，引发社会和
伦理问题。
03
生物安全
生物科技在研究、开发和应用过程中可能产生具有潜在危害的生物物质，
如病毒、细菌等。这些物质可能对人类和环境造成危害，需要采取严格
的安全措施。
发酵工程的基本技术包括菌种 选育、发酵条件优化和控制等 。
发酵工程的发展为人类提供了 更高效的生产手段，同时也促 进了微生物学的研究和应用。
酶工程
01
酶工程是通过酶的催化作用来进 行物质转化的技术。
02
酶工程在化工生产、环保处理和 医药制造等领域有广泛应用，如
生物催化剂、酶法合成等。
酶工程的基本技术包括酶的提取 和纯化、酶的固定化和酶的修饰 等。
工业领域的应用
生物能源
利用生物质资源生产可再 生能源，如生物柴油、生 物燃气等。
生物材料
利用微生物、动植物提取 物等生物资源生产新材料， 如生物塑料、生物纤维等。
生物化工
利用生物技术改造传统化 工行业，如发酵工程、酶 工程等。
环境领域的应用
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11
1989年．我国第一个拥有自
主知识产权的基因工程药 物——重组人工干扰素 (IFNJ首先上市。此后，相 隔七八年的时问．即1996。 1997年两年内，我国有一批
基因工程药物相继上市，出
现了我国基因上程产品商品 化第种基 因工程药物获准进行临床试
究
均增产20%左右。由此，袁隆平成 为世界上第一个成功地将水稻杂种
过
优势应用于生产的科学家。
程
1980年以来，袁隆平又先后育 成“威优64”、“威优49”等几 个大面积推广的早熟、多抗新 组合。1987年，两系法杂交水 稻研究列入国家“863”计划， 袁隆平挂帅开展全国性的协作
攻关。历经九年的艰苦攻关， 1995年，两系法杂交水稻研究 成功，普遍比同熟期的三系杂 交稻每亩增产5%—10%。
验，处于临床前的基因工程
药物还有十余种。
我国自主研制的基因工 程研制的乙肝疫苗已于 1992年获准投放市场， 并在控制我国的乙型肝 炎流行和预防方面发挥 了重要作用。
1998年，我国在上海和 北京建立了两个人类基 因研究中心，开展人类 疾病相关基因和重要功 能基因的研究，这项研 究将有助于提高我国医 药开发的创新能力。
13
我国生态环境现状
❖ 目前我国由于工业“三废”污染、农 用化肥和农药的污染以及废弃塑料和 农用地膜的污染，严重的影响了我国 的生态环境，使得水污染日益加剧， 水资源严重短缺，全国600多个城市 中已有一半城市缺水，农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难； 土壤污染严重，耕地面积锐减，近 10年来每年流失的土壤总量达50亿t， 土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积 下降，草场退化，每年减少森林面积 达2 500万亩；人们的身体健康受到 严重威胁，疾病发病率急剧上升。
2
中国生物技 术的发展
农业
医学
环境
3
生物技术在农业中的发展
❖ 农业是国民经济的基础．也是高新技术应 用最广阔、最活跃、最富挑战性的领域。 通过与高新技术的交融和拓展，我国农业 科学技术在理论、方法、手段等方面取得 了飞速的发展。
❖ 目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发 达国家己经形成，并处于一个高速发展时期。有 关专家预测，下个世纪生物技术产品在国际贸易 中的份额将在10％以上，农业生物技术在其中将 占相当大的比重
克了三系法杂交水稻研究中的
难题。
1972年袁隆平与同事们一起率先育
杂
成我国第一个实用的水稻雄性不育 系及其保持系“二九南1号”，并于
交
1973年实现“三系”配套，1974年
水
选育成第一个强优组合“南优2号”， 1975年研究出一整套生产杂交种子
稻
的制种技术，1976年开始，杂交水
研
稻在全国大面积推广，比常规稻平
程
实现百亩示范片亩产800公斤的第二
期目标；2011年九月，超级稻达到
亩产926公斤，创造了新的辉煌。
杂交水稻之父
9
10
生物技术在医学的发展
我国的现代生物技术研究起步十1980年前 后，经过近30年的研究开发，我国的生物 技术驶产业有了很大的发展
1986年．为配合我国生物技术发展政策制定，曾 对全国生物技术产业情况进行过一次调查．当时 的调查包括了传统生物技术产品(如抗生素、酒类 等)和应用基因工程和细胞工程等现代生物技术生 产的产品：那时．我国的现代生物技术尚处于研 究开发的初期，仅有单克隆抗体诊断试剂等少数、 少量产品上市，加上其他一些新生物技术产品(如 黄原胶)，现代生物技术产量的总产值大约为2亿 多元人民币。
广义上讲，生物技术是利用有机体、死 细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特 殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、 医药以及环境修复治理中，尤其是70年 代基因工程的出现，它能改变、取代物 种的基因。
生物技术产业是～个高投入、高产出的 产业。我国生物技术领域的研究主要依 靠国家资助。虽然我国的生物技术研究 起步较晚．但研究成果的商品化速度较 快。
12
• 进入21世纪，我国的生物技术有很大的发展空 间，尤其是在医学这一领域，为人类做出了很 大的贡献，比如通过生物技术制造人造器官等， 一些绝症病人往往需要更换器官才能重获生存 的机会，可是医院的器官存量甚少，不仅供不 应求，而且价格昂贵。 所以人造器官可以解决 这一问题。
• 胚胎工程， • 克隆技术 • 试管婴儿等技术给人们带来了诸多好处
1964年，袁隆平在我国率先开展
杂
水稻杂种优势利用研究，并提出 通过培育雄性不育系、雄性不育
交
保持系和雄性不育恢复系的三系
水
法途径来培育杂交水稻，以大幅 度提高水稻产量。
稻
但工作刚刚起步，就开始了
研
“文化大革命”。在上级有关
究
部门的支持下，他避开干扰，
过 程
依靠社会主义的大协作精神， 带领助手刻苦钻研，克服种种 困难，经过10年奋战，终于攻
1998年，袁隆平主持的长江流域两
杂
系法杂交早籼稻选育研究获得突破， 育成优质、高产、早中熟的两系早
交
籼稻组合，为解决长期以来长江流 域早籼稻米质不好、产量不高的难
水
题提供了有力的技术支撑。
稻
1998年，超级杂交稻研究被列为国
研
家“863计划”重点项目，袁隆平出
究 过
任首席责任专家；2000年，超级杂 交稻实现百亩示范片亩产700公斤的 第一期目标；2004年，超级杂交稻
14
生物技术在环境中的应用
❖ 1 污水的生物净化
水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种
酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、
有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过
自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，
从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒
物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固
定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的
方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶
1
▪ 生物技术产业发展迅速，初具规模。经过 近20年的发展，中国的生物技术与产业已 开始从跟踪仿制到自主创新的转变。中国 涉及现代生物技术的企业约500家，从业 人员超过5万人，其中涉及医药生物技术 的企业300多家。北京、上海、广州、深 圳等地已建立了20多个生物技术园区，目 前已培育了一大批新企业，在中国生物技 术发展中起着龙头的带动作用。
1989年．我国第一个拥有自
主知识产权的基因工程药 物——重组人工干扰素 (IFNJ首先上市。此后，相 隔七八年的时问．即1996。 1997年两年内，我国有一批
基因工程药物相继上市，出
现了我国基因上程产品商品 化第种基 因工程药物获准进行临床试
究
均增产20%左右。由此，袁隆平成 为世界上第一个成功地将水稻杂种
过
优势应用于生产的科学家。
程
1980年以来，袁隆平又先后育 成“威优64”、“威优49”等几 个大面积推广的早熟、多抗新 组合。1987年，两系法杂交水 稻研究列入国家“863”计划， 袁隆平挂帅开展全国性的协作
攻关。历经九年的艰苦攻关， 1995年，两系法杂交水稻研究 成功，普遍比同熟期的三系杂 交稻每亩增产5%—10%。
验，处于临床前的基因工程
药物还有十余种。
我国自主研制的基因工 程研制的乙肝疫苗已于 1992年获准投放市场， 并在控制我国的乙型肝 炎流行和预防方面发挥 了重要作用。
1998年，我国在上海和 北京建立了两个人类基 因研究中心，开展人类 疾病相关基因和重要功 能基因的研究，这项研 究将有助于提高我国医 药开发的创新能力。
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我国生态环境现状
❖ 目前我国由于工业“三废”污染、农 用化肥和农药的污染以及废弃塑料和 农用地膜的污染，严重的影响了我国 的生态环境，使得水污染日益加剧， 水资源严重短缺，全国600多个城市 中已有一半城市缺水，农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难； 土壤污染严重，耕地面积锐减，近 10年来每年流失的土壤总量达50亿t， 土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积 下降，草场退化，每年减少森林面积 达2 500万亩；人们的身体健康受到 严重威胁，疾病发病率急剧上升。
2
中国生物技 术的发展
农业
医学
环境
3
生物技术在农业中的发展
❖ 农业是国民经济的基础．也是高新技术应 用最广阔、最活跃、最富挑战性的领域。 通过与高新技术的交融和拓展，我国农业 科学技术在理论、方法、手段等方面取得 了飞速的发展。
❖ 目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发 达国家己经形成，并处于一个高速发展时期。有 关专家预测，下个世纪生物技术产品在国际贸易 中的份额将在10％以上，农业生物技术在其中将 占相当大的比重
克了三系法杂交水稻研究中的
难题。
1972年袁隆平与同事们一起率先育
杂
成我国第一个实用的水稻雄性不育 系及其保持系“二九南1号”，并于
交
1973年实现“三系”配套，1974年
水
选育成第一个强优组合“南优2号”， 1975年研究出一整套生产杂交种子
稻
的制种技术，1976年开始，杂交水
研
稻在全国大面积推广，比常规稻平
程
实现百亩示范片亩产800公斤的第二
期目标；2011年九月，超级稻达到
亩产926公斤，创造了新的辉煌。
杂交水稻之父
9
10
生物技术在医学的发展
我国的现代生物技术研究起步十1980年前 后，经过近30年的研究开发，我国的生物 技术驶产业有了很大的发展
1986年．为配合我国生物技术发展政策制定，曾 对全国生物技术产业情况进行过一次调查．当时 的调查包括了传统生物技术产品(如抗生素、酒类 等)和应用基因工程和细胞工程等现代生物技术生 产的产品：那时．我国的现代生物技术尚处于研 究开发的初期，仅有单克隆抗体诊断试剂等少数、 少量产品上市，加上其他一些新生物技术产品(如 黄原胶)，现代生物技术产量的总产值大约为2亿 多元人民币。
广义上讲，生物技术是利用有机体、死 细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特 殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、 医药以及环境修复治理中，尤其是70年 代基因工程的出现，它能改变、取代物 种的基因。
生物技术产业是～个高投入、高产出的 产业。我国生物技术领域的研究主要依 靠国家资助。虽然我国的生物技术研究 起步较晚．但研究成果的商品化速度较 快。
12
• 进入21世纪，我国的生物技术有很大的发展空 间，尤其是在医学这一领域，为人类做出了很 大的贡献，比如通过生物技术制造人造器官等， 一些绝症病人往往需要更换器官才能重获生存 的机会，可是医院的器官存量甚少，不仅供不 应求，而且价格昂贵。 所以人造器官可以解决 这一问题。
• 胚胎工程， • 克隆技术 • 试管婴儿等技术给人们带来了诸多好处
1964年，袁隆平在我国率先开展
杂
水稻杂种优势利用研究，并提出 通过培育雄性不育系、雄性不育
交
保持系和雄性不育恢复系的三系
水
法途径来培育杂交水稻，以大幅 度提高水稻产量。
稻
但工作刚刚起步，就开始了
研
“文化大革命”。在上级有关
究
部门的支持下，他避开干扰，
过 程
依靠社会主义的大协作精神， 带领助手刻苦钻研，克服种种 困难，经过10年奋战，终于攻
1998年，袁隆平主持的长江流域两
杂
系法杂交早籼稻选育研究获得突破， 育成优质、高产、早中熟的两系早
交
籼稻组合，为解决长期以来长江流 域早籼稻米质不好、产量不高的难
水
题提供了有力的技术支撑。
稻
1998年，超级杂交稻研究被列为国
研
家“863计划”重点项目，袁隆平出
究 过
任首席责任专家；2000年，超级杂 交稻实现百亩示范片亩产700公斤的 第一期目标；2004年，超级杂交稻
14
生物技术在环境中的应用
❖ 1 污水的生物净化
水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种
酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、
有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过
自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，
从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒
物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固
定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的
方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶
1
▪ 生物技术产业发展迅速，初具规模。经过 近20年的发展，中国的生物技术与产业已 开始从跟踪仿制到自主创新的转变。中国 涉及现代生物技术的企业约500家，从业 人员超过5万人，其中涉及医药生物技术 的企业300多家。北京、上海、广州、深 圳等地已建立了20多个生物技术园区，目 前已培育了一大批新企业，在中国生物技 术发展中起着龙头的带动作用。