生物技术科学应用和发展趋势.ppt

生物技术的应用和发展趋势 生物技术在医学上的应用 一：基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。 在医学和兽医学中应用正逐步推广。 我国生产的基因工程药物有哪些？ 1.基因工程胰岛素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%! 2.基因工程干扰素 干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。 基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。 3.其它基因工程药物 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。 二、基因疗法 基因疗法，就是利用健康的基因来填补或替代基因疾病中某些缺失或病变的基因，目前的基因疗法是先从患者身上取出一些细胞，然后利用对人体无害的逆转录病毒当载体，把正常的基因嫁接到病毒上，再用这些病毒去感染取出的人体细胞，让它们把正常基因插进细胞的染色体中，使人体细胞就可以“获得”正常的基因，以取代原有的异常基因。 器官移植的基因技术 移植器官转基因是通过基因转移方法,将不同的目的基因导入特定的供者器官,然后将这些经修饰后的器官植入受者体内,诱导免疫耐受和降低移植排斥免疫反应[1,2]。目前的免疫抑制药物对防止急性排斥反应具有重大意义。近期来自美国加州斯坦福大学的研究人员开发了一种新型的非侵人式血浆检测法，并在心脏移植研究中对这一方法进行了检验。研究人员称这种新方法或可在将来取代活组织检测，适用到所有的器官移植及免疫排斥筛查中。这一研究论文发表在本周的《美国科学院院刊》(PNAS)上。国际著名期刊《自然》(Nature)网站高度关注了这一研究成果，并在每日新闻栏目中对其进行了详细地报道。在这一研究中，斯坦福大学的生物工程师Ste-phen Quake及其同事使用一种高通量基因测序方法探测在受体血浆中的来自供体的DNA的独特遗传特征，从而试图诊断移植心脏的排斥。 生物技术在农业中的应用 生物技术在农业中的应用主要有以下几个方面： 动物胚胎工程在农业中的应用 基因重组技术（转基因技术）在农业中的应用 3. 细胞融合和单克隆抗体技术在农业中的应用 动物胚胎工程在农业中的应用 基因重组技术（转基因技术）在农业中的应用 基因重组的定义： 两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式。 现阶段由于基因重组的技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型植物，增强了人们改造植物的主观能动性，预见性，并且当前已在提高植物产量，改善品质，增强抗逆性及生产特用产品上发挥了不可代替的作用，显示了巨大的潜力。 细胞融合和单克隆抗体技术在农业中的应用 单克隆：由一个细胞经过无性繁殖（多次有丝分裂），形成的一个细胞群，叫一个克隆，即单克隆。 单克隆抗体：由一个效应B淋巴细胞经过无性繁殖形成的一个细胞群产生的化学性质单一，特异性强的抗体，即单克隆抗体。 生物技术在工业中的应用 生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程5个方面。该技术是应用生物体（微生物、动物细胞、植物细胞）或其组成部分（细胞器、酶）在最适宜条件下，生产有价值的产物或进行有益过程的技术 生物技术的大体过如下： 基因工程 微生物 蛋白质或酶 动植物个体或细胞 发酵工程 蛋白质或酶工程 优良品系 细胞工程 工程菌 特定产品 生物技术在食品工业中的应用 1.在食品包装贮藏中的应用：用生物技术能开发出新型的保鲜和包装材料，替代传统的防腐剂和包装材料。 2.生物技术在食品检测中的应用 3.应用生物技术解决食品工业生产中的环保问题：在控制水污染、治理大气污染、有毒有害物质的降解、可再生资源的开发、环境监测、环境友好材料的合成、污染环境的修复以及清洁生产等与食品工业可持续发展密切相关的各个方面生物技术均发挥着极其重要