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1、我们已世纪将是生命科学的世纪。我们已跨入跨入21世纪，这预言已成为越来越多人的世纪，这预言已成为越来越多人的共识。共识。v由于生命科学、生物技术的不断创新，引由于生命科学、生物技术的不断创新，引发了经济与社会深刻、广泛、持久的变化，发了经济与社会深刻、广泛、持久的变化，因此，许多人提出，因此，许多人提出，21世纪我们不仅将迎世纪我们不仅将迎来一个生命科学的世纪，而且将迎来一个来一个生命科学的世纪，而且将迎来一个生物经济时代。生物经济时代。2022/10/2632022/10/264第一节第一节 生物技术发展简史生物技术发展简史v传统生物技术阶段传统生物技术阶段公元前公元前公元前公元前60006

2、00060006000年年年年苏美尔人苏美尔人苏美尔人苏美尔人酿造啤酒酿造啤酒酿造啤酒酿造啤酒公元前公元前公元前公元前4000400040004000年年年年埃及人埃及人埃及人埃及人发酵面包发酵面包发酵面包发酵面包我国殷朝我国殷朝我国殷朝我国殷朝 制酱制酱制酱制酱周朝周朝周朝周朝 制醋制醋制醋制醋v特点特点自然发酵、全凭经验自然发酵、全凭经验自然发酵、全凭经验自然发酵、全凭经验2022/10/265第一节第一节 生物技术发展简史生物技术发展简史1673167316731673年荷兰微生物学家年荷兰微生物学家年荷兰微生物学家年荷兰微生物学家列文列文列文列文虎克虎克虎克虎克发明简式高发明简式高发明

3、简式高发明简式高倍（倍（倍（倍（300300300300倍）显微镜，倍）显微镜，倍）显微镜，倍）显微镜，发现了微生物发现了微生物发现了微生物发现了微生物1857185718571857年法国科学家年法国科学家年法国科学家年法国科学家巴斯巴斯巴斯巴斯德德德德证明了发酵原理证明了发酵原理证明了发酵原理证明了发酵原理1928192819281928年英国年英国年英国年英国 FlemingFleming发发发发现青霉素现青霉素现青霉素现青霉素1940194019401940年英国年英国年英国年英国弗洛里弗洛里弗洛里弗洛里和和和和钱钱钱钱恩恩恩恩分离出青霉素分离出青霉素分离出青霉素分离出青霉素v近代生物

4、技术阶段近代生物技术阶段2022/10/266生物技术发展简史v现代生物技术现代生物技术19531953年年 DNA DNA双螺旋结构双螺旋结构19731973年年 建立建立DNADNA重组技术重组技术19751975年年 建立单克隆抗体技术建立单克隆抗体技术19781978年年 利用大肠杆菌表达出胰岛素利用大肠杆菌表达出胰岛素19881988年年 PCRPCR技术出现技术出现19971997年年 英国克隆多利羊英国克隆多利羊19981998年年 RNARNA干扰技术干扰技术2022/10/267现代生物技术包括重组重组DNA技术技术细胞和原生质体融合技术细胞和原生质体融合技术酶和细胞的固定化

5、技术酶和细胞的固定化技术植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒和快速繁殖技术动物和植物细胞的大量培养技术动物和植物细胞的大量培养技术动物胚胎工程技术动物胚胎工程技术现代微生物发酵技术现代微生物发酵技术生物反应工程和分离工程技术生物反应工程和分离工程技术蛋白质工程技术蛋白质工程技术海洋生物技术海洋生物技术2022/10/268重组重组DNA技术技术DNA重组，重组是遗传物质的重新组合，一般也伴随着遗重组，重组是遗传物质的重新组合，一般也伴随着遗传物质的转移的过程。用人工方法将需要的特定基因传物质的转移的过程。用人工方法将需要的特定基因（供体供体）与载体与载体DNA连接，再将它们一起转移到另一种生物宿主细

6、连接，再将它们一起转移到另一种生物宿主细胞胞（受体受体）中，并与宿主细胞中，并与宿主细胞DNA整合，当宿主细胞增殖时整合，当宿主细胞增殖时，目的基因也随着增殖，从而改变了宿主细胞的某些遗传，目的基因也随着增殖，从而改变了宿主细胞的某些遗传特性并表达目的基因编码的蛋白质，也可以说是无性拼接特性并表达目的基因编码的蛋白质，也可以说是无性拼接繁殖法传递遗传信息。繁殖法传递遗传信息。2022/10/269细胞和原生质体融合技术细胞和原生质体融合技术细胞融合细胞融合（cellfusion）或细胞杂交或细胞杂交（cellhybridization）是指真核细胞通过是指真核细胞通过介导和培养，两个或多个细胞

7、合并成一个双核或多核细胞的过程。人工介导和培养，两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程。人工的细胞融合开始于的细胞融合开始于20世纪世纪50年代，年代，60年代到年代到70代作为一门新兴的技术，代作为一门新兴的技术，发展非常快，应用范围也极为广泛，除了同种类细胞间可以融合，种间发展非常快，应用范围也极为广泛，除了同种类细胞间可以融合，种间远缘细胞也能融合，细胞与组织不同，不排斥异类、异种细胞，动物细远缘细胞也能融合，细胞与组织不同，不排斥异类、异种细胞，动物细胞如此，植物细胞也是如此。细胞融合不仅可用于生物学的基础理论研胞如此，植物细胞也是如此。细胞融合不仅可用于生物学的基础理论研究，而

8、且在生产实践上还有重要的应用价值，如目前在究，而且在生产实践上还有重要的应用价值，如目前在单克隆抗体的制单克隆抗体的制备备，核质关系，体细胞的遗传和发育，新品种的培养，免疫作用，疾病，核质关系，体细胞的遗传和发育，新品种的培养，免疫作用，疾病的治疗和性状的改良，潜伏病毒的研究等，已取得了显著的成绩。的治疗和性状的改良，潜伏病毒的研究等，已取得了显著的成绩。2022/10/2610原生质体融合技术原生质体融合技术原生质体是细胞内有生命物质的总称。原生质体融合在理论原生质体是细胞内有生命物质的总称。原生质体融合在理论和实践上都有很大的意义，在植物遗传工程和育种研究上具和实践上都有很大的意义，在植物

9、遗传工程和育种研究上具有广阔的应用前景。它是植物同源，异源多倍体获得的途径有广阔的应用前景。它是植物同源，异源多倍体获得的途径之一，它不仅能克服远源杂交有性不亲和障碍，也可克服传之一，它不仅能克服远源杂交有性不亲和障碍，也可克服传统的通过有性杂交诱导多倍体植株的麻烦，最终将野生种的统的通过有性杂交诱导多倍体植株的麻烦，最终将野生种的远源基因导入栽培种中。原生质体融合技术可望成为作物改远源基因导入栽培种中。原生质体融合技术可望成为作物改良的有力工具之一。良的有力工具之一。2022/10/2611植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒技术，就是利植物脱毒技术，就是利用高温处理，茎尖组

10、织用高温处理，茎尖组织培养等方法，脱除植物培养等方法，脱除植物所感染的病毒，在超净所感染的病毒，在超净无菌的条件下培养不带无菌的条件下培养不带病毒的动植物株，进行病毒的动植物株，进行营养繁殖，快速繁育和营养繁殖，快速繁育和生产出无病毒的种苗、生产出无病毒的种苗、种薯，适用于大田生长。种薯，适用于大田生长。快速无性繁殖技术又称快速无性繁殖技术又称微繁技术，是指通过植微繁技术，是指通过植物的胚、组织或器官等物的胚、组织或器官等进行离体无菌培养，迅进行离体无菌培养，迅速获得大量试管茵的技速获得大量试管茵的技术。它开辟了一条既保术。它开辟了一条既保持生物种性，又高效快持生物种性，又高效快速繁殖良种后代

11、的新途速繁殖良种后代的新途径。径。2022/10/2612动物和植物细胞的大量培养技术动物和植物细胞的大量培养技术细胞培养细胞培养（cellculture）：是指从活体中取出小块组织分离出细胞，：是指从活体中取出小块组织分离出细胞，在一定条件下进行培养，使之能继续生存，生长，增殖的一种方在一定条件下进行培养，使之能继续生存，生长，增殖的一种方法。优点：离体条件下观察细胞生命活动规律，不受体内环境影法。离体条件下观察细胞生命活动规律，不受体内环境影响，可人为改变条件，进一步观察生理功能的改变。响，可人为改变条件，进一步观察生理功能的改变。2022/10/2613胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行

12、某种人为的工程技术操作，然后胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作，然后让它继续发育，获得人们所需要的成体动物的新技术。实际上是动物细让它继续发育，获得人们所需要的成体动物的新技术。实际上是动物细胞工程的拓展与延伸。早在年，英国剑桥大学的赫普就在兔子胞工程的拓展与延伸。早在年，英国剑桥大学的赫普就在兔子身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。到本世纪年代，这项技身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。到本世纪年代，这项技术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益。进入年代，出现了专门术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益。进入年代，出现了专门从事受精卵移植的企业。高等动物的受精卵移植又叫

13、从事受精卵移植的企业。高等动物的受精卵移植又叫“家畜胚胎移植家畜胚胎移植”。它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来，移到受体母畜输卵它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来，移到受体母畜输卵管或子宫中，管或子宫中，“借腹怀胎借腹怀胎”繁殖优良牲畜的技术。繁殖优良牲畜的技术。动物胚胎工程技术动物胚胎工程技术2022/10/2614现代微生物发酵技术现代微生物发酵技术面包，馒头，酸奶，酒，酱油，醋，酱，泡菜，酸菜，腐面包，馒头，酸奶，酒，酱油，醋，酱，泡菜，酸菜，腐乳，醪糟，奶酪等，是直接由微生物发酵产生的。现代发乳，醪糟，奶酪等，是直接由微生物发酵产生的。现代发酵工程自抗生素工业的建立

14、而兴起后，氨基酸、柠檬酸、酵工程自抗生素工业的建立而兴起后，氨基酸、柠檬酸、酶制剂、甾体激素、维生素、单细胞蛋白、微生物农药等酶制剂、甾体激素、维生素、单细胞蛋白、微生物农药等独立发酵工业体系也相继兴起。独立发酵工业体系也相继兴起。2022/10/2615蛋白质工程技术蛋白质工程技术所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。对动植物体内参与重要生命活能更加完善的蛋白质分子。对动植物体内参与重要生命活动的动的酶酶加以

15、修饰和改造，是蛋白质工程未来发展的一个重加以修饰和改造，是蛋白质工程未来发展的一个重要目标。有朝一日，人们一定能够通过蛋白质工程来设计、要目标。有朝一日，人们一定能够通过蛋白质工程来设计、控制那些与控制那些与DNA相互作用的调控蛋白质，到那时，可以人相互作用的调控蛋白质，到那时，可以人为地控制遗传、改造生命。为地控制遗传、改造生命。2022/10/2616生物技术发展史上不能忘记的人孟德尔学派孟德尔学派Mendel（奥地利原天主教神父）奥地利原天主教神父）1865年他根据豌年他根据豌豆七对不同性状豆七对不同性状的杂交实验的杂交实验,发现发现生殖细胞成熟中生殖细胞成熟中同对因子分离同对因子分离,异异对因子自由组合对因子自由组合两条遗传规律两条遗传规律,即即遗传学分离规律遗传学分离规律和自由组合规律和自由组合规律.为遗传学提供了为遗传学提供了数学基础数学基础,创立了创立了孟德尔学派。孟德尔学派。2022/10/2617T H Morgan（1866-1945）摩尔根