第一章 生物技術(shù)總論

生命科學(xué)與食品工程學(xué)院魏琴張超主講現(xiàn)代生物技術(shù)自我介紹：魏琴，科研：從事植物細(xì)胞工程和基因工程領(lǐng)域的研究工作。教學(xué)：植物學(xué)、植物組織培養(yǎng)學(xué)、植物細(xì)胞工程、基因工程、生物技術(shù)概論、現(xiàn)代生物技術(shù)管理：發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（實(shí)驗(yàn)大樓B座）---生工專業(yè)完成學(xué)生課題、畢業(yè)論文、開放性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)的主要場(chǎng)所。二十一世紀(jì)三大重中之重高技術(shù)：生物技術(shù)（BT)信息技術(shù)（IT）新材料技術(shù)（納米技術(shù)，NT）21世紀(jì)最具潛力的高新技術(shù)多學(xué)科、交叉、綜合的技術(shù)影響最為深遠(yuǎn)最廣泛的技術(shù)課程介紹本課程已被設(shè)置為生物工程專業(yè)必修課。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生能夠了解現(xiàn)代生物技術(shù)基本知識(shí)框架，掌握基因工程、細(xì)胞工程、酶工程（沒包括蛋白質(zhì)工程）的基本原理、熟悉基本操作技術(shù)。通過開設(shè)此課程學(xué)生可以成系統(tǒng)地了解、掌握一些生物技術(shù)理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)手段，這對(duì)學(xué)生以后相應(yīng)的就業(yè)選擇有重要的積極影響。魏琴主要內(nèi)容總論基因工程細(xì)胞工程酶工程張超理論54學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)36學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)90學(xué)時(shí)考核方式:考試學(xué)分:4分考查方式:1．期末閉卷考試：60％2．平時(shí)成績(jī)：10%（筆記、作業(yè)、出勤）3、半期成績(jī):10%4、實(shí)驗(yàn)成績(jī)：20%

考核1、上課：筆記2、作業(yè)要求：礦1/3不得參加考試，成績(jī)0分計(jì)3、考勤要求：礦1/3不得參加考試，成績(jī)0分計(jì)要求主要參考書⒈宋思揚(yáng)，樓士林，《生物技術(shù)概論》，第三版，2007，北京，科學(xué)出版社（十一五規(guī)劃教材）2、翟禮嘉，顧紅雅，胡蘋等，《現(xiàn)代生物技術(shù)概論》，1998，北京，高等教育出版社3、周選圍，林娟?！渡锛夹g(shù)概論》，2009，北京，高等教育出版社第一章生物技術(shù)總論

GeneralIntroduction目的與要求概要了解生物技術(shù)的含義、特點(diǎn)以及生物技術(shù)的發(fā)展史。了解生物技術(shù)的各項(xiàng)技術(shù)及其相互關(guān)系認(rèn)識(shí)生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及其對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響。一、概述1、生物技術(shù)概念P1：生物技術(shù)，有時(shí)也稱為生物工程，是以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段按預(yù)先的設(shè)計(jì)來加工或改造生物材料從而產(chǎn)生出人類需要的產(chǎn)品或達(dá)到某種目的?；瘜W(xué)工程、機(jī)械工程、控制工程、環(huán)境工程與人類健康、農(nóng)業(yè)、資源、能源、環(huán)境有關(guān)P1基因、細(xì)胞、有用物、個(gè)體或個(gè)體的一部分植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)等糧食、醫(yī)藥、食品、能源、金屬等生物技術(shù)與生物工程的區(qū)別BiotechnologyandBioengineering生物技術(shù)側(cè)重于利用生物學(xué)方法解決生物體本身的問題生物工程則側(cè)重于利用工程學(xué)方法解決生物學(xué)問題生命科學(xué)工程科學(xué)生物技術(shù)研究領(lǐng)域基因工程細(xì)胞工程酶工程發(fā)酵工程分離工程蛋白質(zhì)工程服務(wù)領(lǐng)域人類健康農(nóng)業(yè)資源能源環(huán)境食品化學(xué)生物制藥；基因治療；人工器官轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、生物反應(yīng)器新型、保健、營養(yǎng)食品污染治理；廢物利用；污染物生物降解BiotechnologyElectronics化學(xué)工業(yè)生物生理學(xué)分子與細(xì)胞生物學(xué)遺傳學(xué)生物化學(xué)

微生物學(xué)能源與環(huán)境管理農(nóng)業(yè)

食品

疾病診斷

發(fā)酵技術(shù)

商業(yè)應(yīng)用

健康與制藥

食品

2、生物技術(shù)的種類（研究領(lǐng)域）

及其相互關(guān)系操作對(duì)象基因切→接→轉(zhuǎn)→增→檢操作環(huán)節(jié)新性狀新產(chǎn)品細(xì)胞內(nèi)DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段2.1基因工程舉例在黑毛鼠、白毛鼠、黃毛鼠的受精卵分裂成8個(gè)細(xì)胞時(shí)用特制的吸管把8細(xì)胞胚吸出輸卵管，用一種酶將包裹在各個(gè)胚胎上的粘液溶解，再把這三種鼠的8細(xì)胞胚放在同一溶液中使之組裝成一個(gè)具有24個(gè)細(xì)胞的“組裝胚”。馬格特和彼德斯把“組裝胚”移植到一只老鼠的子宮內(nèi)，不久，一只奇怪的組裝鼠問世了，這只組裝鼠全身披著黃、白、黑三種不同顏色的皮毛。

DNA重組體導(dǎo)入受體細(xì)胞

應(yīng)用：GoldenRice（金米）操作對(duì)象細(xì)胞培養(yǎng)、增殖、改造細(xì)胞操作環(huán)節(jié)新性狀新產(chǎn)品細(xì)胞或其組成部分和構(gòu)成的組織、器官等如染色體、細(xì)胞核、原生質(zhì)體、整個(gè)細(xì)胞、受精卵、胚胎、組織或器官2.2細(xì)胞工程操作對(duì)象酶酶的固定化、分離純化、酶的改造操作環(huán)節(jié)酶制劑由生物活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑2.3酶工程操作對(duì)象微生物發(fā)酵培養(yǎng)操作環(huán)節(jié)產(chǎn)品產(chǎn)物真菌、細(xì)菌、放線菌等2.4發(fā)酵工程舉例：酒精類飲料、醋酸和面包------傳統(tǒng)發(fā)酵胰島素、干擾素、生長(zhǎng)激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物；天然殺蟲劑、細(xì)菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料；氨基酸、香料、酶、維生素和單細(xì)胞蛋白等------工程菌的發(fā)酵產(chǎn)物操作對(duì)象蛋白質(zhì)對(duì)應(yīng)基因的修飾和合成操作環(huán)節(jié)蛋白質(zhì)定向改造DNA→RNA→蛋白質(zhì)2.5蛋白質(zhì)工程具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子操作對(duì)象目的產(chǎn)物分離、純化操作環(huán)節(jié)純品轉(zhuǎn)基因的動(dòng)植物、微生物2.6生物分離工程1、改造物種:采用基因工程或細(xì)胞工程的方法。2、基因工程和細(xì)胞工程的研究成果的產(chǎn)業(yè)化:通過發(fā)酵工程和酶工程來實(shí)現(xiàn)。3、基因工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程中所需要的酶，往往通過酶工程來獲得。4、酶工程中酶的生產(chǎn)，一般要通過微生物發(fā)酵的方法來進(jìn)行。2.7各生物技術(shù)之間的關(guān)系上游工程下游工程五大工程間的關(guān)系優(yōu)良動(dòng)植物品系動(dòng)、植物個(gè)體或細(xì)胞基因工程微生物工程菌產(chǎn)品細(xì)胞工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)或酶工程蛋白質(zhì)或酶改變物種產(chǎn)業(yè)化改變物種上游工程下游工程二、生物技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史“生物技術(shù)”詞的提出：最初由一位匈牙利工程師Karl

Ereky于1917年提出的，指用甜菜大規(guī)模養(yǎng)豬。1、第一代生物技術(shù)產(chǎn)品----遠(yuǎn)古時(shí)代原始人：野生→栽種→選良種→轉(zhuǎn)化收獲物→發(fā)酵技術(shù)→啤酒技術(shù)→發(fā)酵面包技術(shù)→制醋技術(shù)第一代生物技術(shù)產(chǎn)品：啤酒、蘋果酒、發(fā)酵面包等。產(chǎn)品附加值低或中等。2、第二代生物技術(shù)產(chǎn)品----巴斯德時(shí)代發(fā)酵原理的證明→霉菌純培養(yǎng)→啤酒酵母的培養(yǎng)方法→青霉素的發(fā)現(xiàn)第二代生物技術(shù)產(chǎn)品：抗