科学技术史课件-生物技术的诞生与迅猛发展.pptVIP

干细胞--1999，世界十大科技突破之首 1. G.Vogel.BREAKTHROUGH OF THE YEAR: Capturing the Promise of Youth. Science 1999. 286: 2238-2239 2. In 1999, researchers recognized the extraordinary potential of stem cells, immature cells with the ability to become different kinds of tissue--and perhaps to heal many kinds of illness 蝴蝶兰试管苗工厂化生产 微生物培养与发酵 Microbial Cell Culture and Fermentation 三、蛋白质工程 蛋白质的结构与性质 蛋白质分子中含有C、O、H、N、S等元素。1965年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的——结晶牛胰岛素。这是科学史上的一大成就，可以说是科学史上又一“丰碑”。 1. 蛋白质是含氮生物高分子化合物，有C、H、0、N、S等元素，还有一些微量元素，构成的种类有10万种以上。 2. 天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式分为：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构 蛋白质的一级、二级、三级结构 生物技术的诞生与迅猛发展 1. 基因工程 2. 细胞工程 3. 蛋白质工程 4. 酶工程 5. 发酵工程 现代生物技术的含义 以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他自然学科的原理，按照预先的设计改造生物体，或利用微生物、动物或植物体对原料进行加工，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的技术。 现代生物技术的目的 1. 对生物体进行改造，培育出具有优良品质的动物、植物、微生物新品系。 2. 利用微生物、动物、植物为反应器对原料进行加工，生产出人类所需要的产品。 3. 进行疾病的防治、诊断和治疗。 4. 环境污染的检测 一、基因工程 基因工程的主要原理 利用人工方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸（DNA）分离出来，在体外进行切割、拼装和重组。然后将重组了的DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性；有的还使新的遗传信息在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物。 基因工程诞生的背景(理论上的三大发现) 1. 40年代发现了遗传物质—DNA 1944、T·Avery 肺炎双球菌的转化实验 2. 50年代搞清了遗传物质的分子机制 1953 Watson and Crick的DNA结构—双螺旋、半保留复制,1958年诺贝尔奖 3. 60年代确立了遗传信息的传递方式 1961 美国 尼伦堡(Ninenberg)确立遗传信息以密码形式传递：3=1=1 (3个核苷酸=1个密码子=1个aa) 1966年破译了64个密码,诞生了“密码字典” 基因工程的诞生——三个典型试验 1.世界上第一个重组DNA实验: 实现不同来源DNA的重组 2.世界上第一个基因工程实验 3.世界上第一个真核基因在原核生物中表达 基因工程的应用 1. 微生物基因工程 常用受体系统： ①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③酵母菌 应用实例： 大肠杆菌生产人生长激素 大肠杆菌生产人胰岛素 大肠杆菌生产干扰素 2. 植物微生物工程 重组质粒 导入植物细胞 直接导入 原生质体 转化细胞培养 再生转化植株 涉及技术 目的基因分离 载体构建DNA 重组 原生质体制备目的基因导入原生质体组织培养植株再生转化细胞筛选 表达产物生化测定DNA分子杂交 遗传学分析 优良性状鉴定 目的基因 载体质粒 植物细胞或组织 2. 动物微生物工程 2.1 动物细胞表达系统 2.2 动物个体表达系统(转基因动物) 转基因是指借助基因工程技术，将外源 DNA 通过生殖细胞或早期胚胎导入动植物个体的染色体，这一 过程称为转基因（Transgenesis)。 转基因动物：含有转移基因的动物称为转基因动物（Transgenic animal)。 花粉 Bt玉米 马利筋 帝王蝶幼虫死亡44%（室内） 帝王蝶事件 动物基因工程的应用 改良家畜动物品种和优良性状 基因动物的生物反应器 生产多肽和蛋白质药物 １、基因工程与医药卫生 我国生产的部分基因工程疫苗和药物 ⑴ 基因工程药品的生产 　　许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 　　微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 成