(完整版)第1章生物技术总论

宋思扬,楼士林.生物技术概论.科学出版社,2014（第四版）参考书目1.瞿礼嘉等主编.现代生物技术导论.高等教育出版社、施普林格出版社,19982.谢从华,柳俊.植物细胞工程.高等教育出版社,20043.杨淑慎.细胞工程.科学出版社,20094.胡银岗.植物基因工程.西北农林科技大学出版社,20065.袁婺洲.基因工程.化学工业出版社,20106.李树贤.植物染色体与遗传育种.科学出版社,20087.张献龙,唐克轩.植物生物技术.科学出版社,20048.杨光圣,员海燕.作物育种原理.科学出版社,2009第一章生物技术总论

第二章植物细胞工程第三章动物细胞工程第四章染色体工程

第五章基因工程

第六章生物技术与作物生产现代化主要内容第七章生物技术与园艺花卉第八章转基因技术与生物安全（酶工程、发酵工程、蛋白质工程自学）第一章生物技术总论一、生物技术简介1.1生物技术的定义生物技术（biotechnology）,亦称生物工程（bioengineering）,是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理，按照预先的设计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的综合技术学科。1982年，国际合作及发展组织对“生物技术”这一名词的定义：应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。（瞿礼嘉等《现代生物技术导论》）1.2生物技术的种类及其相互关系

不同生物工程间的相互关系二、生物技术的发展简史2.1传统生物技术阶段我国殷朝制酱周朝制醋公元前6000年古代巴比伦人酿造啤酒公元前4000年埃及人制作面包

特点:自然发酵、全凭经验公元10世纪，我国就有了预防天花的活疫苗；明代，已经广泛种植痘苗预防天花远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒

考古学家在中国河南省一个新石器早期的村庄贾湖搜集到16件陶器。这些陶器的历史可追溯到大约公元前7000年，也就是距今9000年前。科学家还对陶器里面的残留物进行了分析，结果发现残留物的化学成分与现代稻米、米酒、葡萄酒、葡萄丹宁酸以及古代和现代草药的残留物化学成分相同。另外，残留物还包含有山楂和蜂蜜的化学成分，证明陶器中存放过以稻米、蜂蜜和水果为原料调和加工而成的饮料—“千年美酒”。这项研究结果刊登在最近一期的《美国国家科学院学报》上。——2004.12.17贾湖遗址发现世界最古老的酒2.2近代生物技术阶段1674年，荷兰布商列文虎克自制显微镜发现了微生物（细菌和原生动物）1865年，法国科学家巴斯德证明了发酵原理1928年，英国弗莱明发现青霉素1940年，弗罗里和钱恩成功提取青霉素以上发现促进发酵工业的迅速发展酶工程的出现细胞学理论与细胞工程遗传学的诞生与遗传育种Mendel

奥地利天主教神父

在1865年他根据豌豆七对不同性状的杂交实验，发现生殖细胞成熟中等位基因的分离、非等位基因自由组合两条遗传规律，即遗传学分离规律和自由组合规律。为遗传学提供了数学基础,创立了孟德尔学派。

不能忘记的人THMorgan（1866-1945）美国遗传学家

从1910年到30年代他在果蝇遗传实验中进一步证实了孟德尔分离定律和自由组合定律。他的两大重要发现：一是发现基因在染色体上，二是发现遗传的基因链锁和互换定律。建立了摩尔根基因学说。他的格言：“实验方法的本质在于每一种见解和假说都必须通过实验的检验，然后才被承认其科学地位。”

不能忘记的人2.3现代生物技术阶段1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构1972年PaulBerg首次进行DNA体外连接1973年DNA重组技术建立1975年建立单克隆抗体技术(Kohler&Milstein)

1977年利用大肠杆菌生产人生长激素释放抑制因子（第一个基因工程药物）1978年大肠杆菌表达出胰岛素1985年KaryMullis发明PCR方法1997年英国克隆多莉羊……

JDWatsonFHCCrick1953年4月25日，英国《自然》杂志发表了沃森和克立克的文章“核酸的分子结构—DNA的一个结构模型”。标志着DNA双螺旋结构的建立，从此，遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。

不能忘记的人

PaulBerg

保罗·伯格（美国生物化学家）通过把两个不同来源的DNA连结在一起并发挥其应有的生物学功能，证明了完全可以在体外对基因进行操作。他作为“重组DNA技术之父”于1980年获诺贝尔化学奖。

不能忘记的人KaryMullis

1985年，穆利斯发明了高效复制DNA片段的聚合酶链式反应（PCR）技术，利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子，使基因工程获得了革命性发展。因此而获得1993年诺贝尔化学奖

不能忘记的人2.4生物技术发展史上的重要事件三、生物技术对经济社会发展的影响改善农业生产、解决食品短缺提高生命质量、延长人类寿命解决能源危机、治理环境污染制造工业原料、生产贵重金属主要表现1.提高农作物产量及品质（1）培育抗逆作物优良品系（2）植物种苗的工厂化生产（3）提高粮食品质（4）生物固氮，减少化肥使用量（如：“绿色水稻构想”）（5）生物农药，生产绿色食品改善农业生产、解决粮食短缺70亿人的世界里近8亿人在挨饿2011年世界人口已突破70亿大关联合国粮农组织2015年发表的《世界粮食不安全状况》报告，全球仍有7.95亿人长期处于饥饿状态，约占世界人口的九分之一据估计世界人口在2050年将达到90亿，届时要满足全球人口的食物和营养需求，粮食产量至少要提高60%苏云金芽胞杆菌（BT）毒素蛋白基因

转BT基因水稻抗稻纵卷叶螟

抗病基因＋抗虫基因＋优质基因

(引自Prof.DavidJ.Ellarwebsite)pH12毒素蛋白R氨肽酶-NGPI-锚1.昆虫吃进孢子和毒蛋白晶体2.毒蛋白晶体溶解和毒素前体经肠道酶水解成小的活性形式3.活化的毒素结合到位于中肠上皮细胞中的受体上4.毒素插入到细胞质膜上，并在那里形成可以通透离子和小分子的孔，最终导致细胞裂解转基因抗虫水稻的培育Bt杀虫蛋白的杀虫机理转BT基因抗虫水稻生产性试验在不打农药的情况下抗虫水稻大幅度地提高产量多倍体水稻的大规模克隆武汉.2003多倍体水稻提高稻米产量和品质2.发展畜牧业生产（1）动物大量快速无性繁殖动物克隆（羊、猪、牛等）（2）培育动物的优良品系克隆羊——多莉细胞工程的杰作

转基因无毛鼠转基因无毛鸡“硕鼠”

为生长激素在畜牧业中的应用开辟了新途径提高生命质量、延长人类寿命1.开发制造奇特而又贵重的新型药品2.疾病的预防和诊断新型疫苗的生产单克隆抗体传染性疾病的紧急应对非典型性肺炎（SARS）禽流感猪流感（甲型H1N1流感）

美国生物制药产品种类及数量（PHRAM）疾病种类产品数量疾病种类产品数量感染性疾病39心脏病26神经系统疾病28呼吸系统疾病22艾滋病及相关疾病19自主免疫系统疾病19皮肤病19移植13消化系统疾病11遗传疾病11血液疾病9糖尿病及并发症7不育症5眼病3生长发育不良症3骨质疏松2妊娠预防2肿瘤疾病175

3.基因治疗人类干细胞与胚胎培养人类基因治疗4.人类基因组计划（HGP）已完成草图、精细图定位基因治疗人数情况2000年6月26日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成人类基因组计划1%测序（中国实验室）转基因动物

为人类献血

成为器官移植供体老伴，尽管你换了个猪心，可我更爱你了！1.解决能源危机石油替代品（如：乙醇）植物石油2.环境保护三废处理特殊生物适应特殊环境（抗干旱、抗涝、防山体滑坡、水土流失）解决能源危机、治理环境污染让地上长塑料！

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