生物技术概论（第2版）全套教学课件.pptx

生物技术概论;绪 论;第一节 生物技术概述 一、生物技术的定义 生物技术（biotechnology），也称生物工程（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他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。;先进的工程技术手段是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新技术； 改造生物体是指获得 优良品质的动物、植 物或微生物品系； 生物原料则指生物体的某一部分或生物生长过程所能利用的物质。;二、生物技术研究的内容 （一）基因工程（gene engineering） 通过体外DNA重组创造新生物并给予新生物以特殊功能的技术就称为基因工程，也称DNA重组技术。 （二）细胞工程（cell engineering） 细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良生物品种和创造新品种，加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物质的过程。;（三）酶工程（enzyme engineering） 酶工程是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。 （四）发酵工程(fermentation engineering) 利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程，也称微生物工程。;（五）蛋白质工程（protein engineering） 蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。 上述五项技术是互相联系、互相渗透的。其中，基因工程技术是核心技术，它能带动其他技术的发展。;三、生物技术涉及的学科 现代生物技术以包括分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等几乎所有生物科学的??级学科为支撑，结合了诸如化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科，从而形成一门多学科互相渗透的综合性学科（见图1）。其中，又以生命科学领域的重大理论和技术的突破为基础。;绪 论;绪 论;绪 论;绪 论;第二节 生物技术的发展 一、传统生物技术的产生 在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。 20世纪初，遗传学的建立及其 应用，产生了遗传育种学，并 于20世纪60年代取得了辉煌的 成就，被誉为“第一次绿色革 命”。;二、现代生物技术的发展 现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。 1972年，Berg首先实现了DNA体外重组技术，标志着生物技术的核心技术——基因工程技术的开始。 以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、现代酶工程、现代细胞工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。;三、生物技术对经济和社会发展的影响 （一）改善农业生产，解决食品短缺 1.提高农作物产量及其品质 2.发展畜牧业生产;（二）提高生命质量，延长人类寿命 1. 开发、生产奇特而又贵重的新型药品 2. 疾病的预防和诊断 3. 基因治疗 4. 人类基因组计划（HGP）;（三）解决能源危机，治理环境污染 1. 解决能源危机 2. 环境保护;（四）制造工业原料，生产贵重金属 1.制造工业原料 2.生产贵重金属;（五）生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响 1. 生物技术的安全 2.生物技术对伦理、道德、法律的影响;第一章 基因工程;第一节 基因工程概述 一、基因工程的含义 按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转移等技术，有目的地改造生物种性，使现有物种在较短的时间内趋于完善，创造出新的生物类型，这就是基因工程的基本含义。 ;二、基因工程研究的理论依据 （一）不同基因具有相同的物质基础 （二）基因是可以切割的 （三）基因是可以转移的 （四）多肽与基因之间存在对应关系 （五）遗传密码是通用的 （六）基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代;三、基因工程操作的基本技术路线;第二节 DNA重组 一、DNA概述 （一）DNA的组成和结构 DNA是由4种单体脱氧核苷酸 按照一定的顺序聚合而成的 大分子。; ;（二）DNA的功能 1. DNA分子能在细胞内复制 2. 携带遗传信息 ;基因编码区指转录mRNA上起始密码AUG至终止密码