现代生命科学与生物技术-01绪论分析.ppt

* 主题10：生物芯片技术 与传统的电子芯片本质不同 多科学交叉集成（生物，机械，电子，精仪，自控等）的典型的成功范例 广泛应用 * 主题11：生物能源 燃料乙醇，生物柴油，生物氢能 当前和未来的能源途径 在国家经济中占有战略地位 * 主题12：生物安全 生物安全——国家安全的新概念 涉及诸多社会问题 生物恐怖袭击与防御能力 外来生物入侵 环境安全 食品安全 第１章 人类对生命现象的认识 2012诺贝尔生理学奖或医学奖 瑞典诺贝尔奖评审团宣布，日本京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长山中伸弥与英国发育生物学家约翰·戈登因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，而获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。 * 山中伸弥是诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一。2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗目前多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。 约翰·戈登，1933年出生于英国汉普郡。1971年当选英国皇家学会会员，1983年进入剑桥大学动物系，担任细胞生物学讲座教授，现任职于剑桥大学戈登学院。1989年获得以色列沃尔夫医学奖。被誉为动物细胞全能型研究的先驱。 * 1.3 生物技术的发展 农业经济时代的生物技术 工业经济时代的生物技术 信息经济时代的生物技术 生物经济时代 生物技术类杂志 * BC5000-10000年：食品和药品生产及其环境。 农业经济主宰了约一万年。工业经济始于1760年代英国，于1950年代在美国完成（现代生物技术）。 生物技术的定义（1980年，国际经济合作与发展组织）：生物技术是应用自然科学与工程学原理，依靠生物性成分作用将原料进行加工，以提供产品或用以服务社会技术。 特征：技术上具有独占性和垄断性，应用上具有普适性和通用性。 主要应用领域：医药；农业；工业；环境。 信息经济从1940年代后期开始，预计持续70－80年，到2030年代结束。在21纪20年代以后，将进入生物经济时代。 生物技术及其简史 * 1.3.1 农业经济时代的生物技术 18世纪以前，人类社会处于农业经济时代，经济结构主要为谷物农业种植和畜牧养殖业，初级农产品的生产，满足人类生活的基本需要。 农业生物技术：野生动植物的驯化培育。从采集业发展到原始种植业，从而产生了农业；从狩猎业发展到原始畜牧业， 医药生物技术：草本制备药物，预防和治疗疾病。战国时期华佗就发明了麻醉技术，用于外科手术。 微生物技术：通过发酵技术制备食品，如酱油、醋、面包、奶酪等；发酵技术制备饮料，白酒和啤酒等。 * 1.3.2 工业经济时代的生物技术 18世纪工业革命和蒸气机为标志，人类社会进入工业经济时代。 农业生物技术继续发展：自然突变、自交纯化和杂交筛选、物理射线和化学试剂的诱变及杂交育种技术。如袁隆平的杂交水稻。 医药生物技术：1914 生产第一个白喉毒素。1922年 提取天然动物胰岛素用于糖尿病治疗。 微生物发酵技术:建立了巴斯德灭菌和无菌操作；乳酸、酒精、柠檬酸等有机酸为主的次级代谢产物和蛋白酶、脂肪酶等酶制剂；以抗生素为代表的次级代谢产物的工业发酵；氨基酸、维生素、核苷酸等能通过微生物发酵大规模生产。在菌株选育、培养和深层发酵、提取技术和设备的研究取得了突破性进展，使连续发酵规模达到百吨级以上。 * 1.3.3 信息经济时代的生物技术 以信息技术为先导的技术集合及其应用。 动植物细胞培养技术：是在离体条件下的人工培养基上培养动植物细胞，使之生长繁殖并发育。60种动物细胞表达系统生产的生物技术药物。 原生质体融合技术：应用于单克隆抗体的制备，创造新物种和植物及微生物品种的培育，在酶类、抗生素及其它化合物的生产中体现出比传统育种更快的优势。 基因技术：基因克隆与重组技术、基因测序与合成技术。主要应用于表达活性蛋白质、多肽或核酸药物。转基因技术已经成为动植物和微生物育种的新方法，在集成抗病、抗逆、抗虫、优质等方面。还可用于环境修复与治理、石油化工等领域。? * 1.3.4 生物经济时代 2000年，戴维斯和迈耶提出了生物经济的概念 生物经济：是建立在生物资源、生物技术基础之上，以生物技术产品生产、分配、使用为基础经济。（王宏广，“科技日报”） 欧盟称为生物基经济,包括生物燃料和生物材料。 生物质产业的崛起：生物质产业从原料到产品面向“三农”、能源和环境，产品附加值高、市场潜力无限。种植业不再是“粮经饲”三元结构，而是“粮经饲能”四元结构。 * 21世纪是生命科学和生物技术的世纪 市场潜力巨大：近10年来，全球生物技术产业产值以每3年增长5倍的速度增长。预计到2020年