文档介绍：第十二章
生物技术与人类未来
生物技术定义、主要内容和发展概况
基因工程
蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介
分子诊断和基因治疗
克隆技术
生物芯片技术
生物技术的安全性和社会伦理问题
生命科学成为当今世界自然科学的热点和重点,主要由于两方面的原因:
(1)二十世纪后叶,分子生物学领域一系列突破性成就,使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化; (2)建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。
生物技术将是未来经济发展的新动力
第一次技术革命 工业革命 解放人的双手
第二次技术革命 信息技术 扩展人的大脑
第三次技术革命 生物技术 改造生命本身
生物技术的显著特点 高技术(精细和密集的复杂技术) 高投入(尤其是前期科研投入高) 高利润
1982年,国际合作与发展组织的定义为:生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。
美国政府技术顾问委员会(OAT) 的定义是:应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术,其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用微生物改良环境的技术。
该定义强调了生物技术的商品属性。
生物技术定义、主要内容和发展概况
生物技术的定义
基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质(酶)工程 此外还有基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物的技术
直接相关联的学科:分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。
对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域: 农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术
生物技术的主要内容
基因工程是指在微观领域(分子水平)中,根据分子生物学和遗传学原理,设计并实施一项把一个生物体中有用的目的DNA(遗传信息)转入另一个生物体中,使后者获得新的需要的遗传性状或表达所需要的产物,最终实现该技术的商业价值。
基因工程
基因工程与建筑工程
重组DNA技术的重大突破带动了现代生物技术的兴起,并很快产生了许多生命科学的高技术产业。
重组DNA技术,又称为基因或分子克隆技术,是基因工程的核心技术。该技术包括了一系列的分子生物学操作步骤。
基因工程的核心技术—重组DNA技术
重组DNA操作一般步骤:
(1)获得目的基因;
(2)与克隆载体连接,形成新的重组DNA分子;
(3)用重组DNA分子转化受体细胞,并能在受体细胞中复制和遗传;
(4)对转化子筛选和鉴定;
(5)对获得外源基因的细胞或生物体通过培养,获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。
获得需要的目的基因(外源基因)
获得需要的目的基因常用的方法:
(1)直接从生物体中提取总DNA,构建基因文库(gene library),从中调用目的基因;
(2)以mRNA为模板,反转录合成互补的DN***段;
(3)利用聚合酶链式反应(PCR)特异性地扩增所需要的目的基因片段,等等。