第一章--现代生物技术--概述PPT课件.ppt

第一章现代生物技术--概述第一章现代生物技术革命医学遗传学发展到现代医学分子遗传学与先进技术的发展密切相关,特别两项生物技术:细胞融合技术和DNA重组技术所起的作用十分重要。生物技术学科的地位
生物技术是世界新技术革命的主角之一,生物技术与新材料、信息技术(包括微电子、计算机)一起已成为新产业革命三大支柱；阳光技术，朝阳产业，黄金工程，倍受世界各国重视。21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为21世纪高技术革命的核心内容。
生物技术的重要性
有助于解决全球的重大难题：资源（能源）、人口、粮食、生态环境、健康与疾病和战争与灾害；促进传统产业的技术改造和新产业的形成，对人类社会生活产生深远的革命性影响；
生物技术这一新生事物正迅速走向老百性日常生活各个方面,将对人类的发展做出贡献。重点掌握1、生物技术的概念、内容2、生物技术的特点和重要性3、学习生物技术的意义在于创新4、结合专业选择自己所需的生物技术第一节生物技术的概念和内容国际上沿用1982年的概念
生物技术是指应用生物科学及工程学原理，依靠生物体系作反应器，将物料进行加工改造，获得人类所需产品的技术。2、概念要点:
（1）对象是具遗传特性有生命物质:包括病毒、细菌、
植物、动物、直到人类。
（2）生物体系多个不同水平研究:从大分子(DNA、
RNA、蛋白质、酶)、亚细胞、细胞、组织、器
官到整个机体。
（3）应用工程学原理:经人类思维,设计方案、定向修
饰、加工制作过程、经过体外环节。
（4）有目的产品:目的产品有三新特征:新遗传功能、
新遗传性状、新物种要有合乎人类所需的工业、
农业、医疗和食品产品。
（5）高新技术起重要作用。3、生物技术的主要内容包括五个方面或领域
（1）细胞工程（2）基因工程
（3）酶工程（4）发酵工程
（5）蛋白质工程
4、根据研究对象不同，生物技术又可分为：
（1）植物生物技术
（2）动物生物技术
（3）微生物生物技术二、生物技术的产生与发展（一）传统生物技术和近代生物技术的发展
实际上生物技术的发展和应用可以追溯到l000多年以前，而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。当时人类用发方法制备酒、醋、酱及食品等，此时主要是生物技术的经验阶段。并形成产业。
1、传统生物技术阶段
在20世纪30年代之前时期，主要是通过微生物的初级发酵来生产食品，是以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。产品如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等微生物的初级代谢产物。
（1）主要包括以下三个步骤：
第一步：上游处理过程。第二步：发酵和转化。
第三步：下游处理过程。（2）步骤
第一步：上游处理过程------粗材料进行加工过程，
作为微生物的营养和能量来源；
第二步：发酵和转化------发酵指的是目的微生物的
大量生长。发酵过程必须在一个大的生物
反应器内进行，反应器容积通常大于l00L。
可连续生产某一个目的产品，比如抗生素、
氨基酸或蛋白质等；
第三步：下游处理过程-----所需目的产物的纯化过
程，人们既可以从细胞的培养液个纯化，
也可以直接从细胞中纯化。
2、近代生物技术阶段
1928年，Flemming爵士发现了青霉素，从此生物技术产品中增加了一大类新的产品即抗生素。也使生物技术从单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品，该产业至今长盛不衰。
20世纪30年代到70年代这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,更为突出的是植物组织培养技术日臻完善。（二）生物技术研究的主要目标
生物技术研究的主要目标是
（1）最大限度地提高这3个步骤的整体效率；
（2）同时寻找一些可以用来制备食品、食品添加剂和药物的微生物。
从20世纪60—70年代起，生物技术的研究主要集中在上游处理过程、生物反应器的设计和下游的纯化过程方面，这些研究使得下面四个方面都有了很大的发展。
①在发酵过程的监测；
②生物反应体系的检测技术和；
③有效地大量培养微生物的技术及；
④相关仪器。（二）生物技术研究的主要目标
在利用微生物生产商品的整个过程中，生物转化这个环节是条件最难优化的一个环节。通常用于大规模生产的培养条件往往不是自然条件下微生物的最佳生长条件。
因此，人们一般都通过化学突变、化学诱变或者紫外线照射来产生突变体，从而改良菌种，提高产量；传统的诱导突变和选择的方法在生物技术生产中获得了较大的成功。多种抗生素的大量生产就是这种方法的成功例证。
但是，传统生物技术仍然的有其一定局限性。（三）传统和近代生物技术的特点（局限性）
（1）主要通过微生物初级发酵获得产品，仅仅局限在微
生物发酵和化学工程领域。
（2）没有改变微生物的遗传物质，也没有出现新的微生
物遗传性状。
（3）生产过程简单，上游主要是培养大量的微生物、对
材料进行加工即进行发酵和转化，通过诱变选育良
种，下