细胞工程:是指以细胞为对象,应用生命科学理 论,借助工程学原理与技术,有目的地利用或改 造生物遗传特性,以获得特定的细胞、组织产品 或新型物种的一门综合性科学技术。
细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的 发展前沿,伴随着试管植物、试管动物、转基因 生物反应器等相继问世,细胞工程在生命科学、 农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来 越重要的作用。
很多不起眼的生物,很 可能就是药物、材料等 的宝贵资源。 图为墨西哥荒原中的仙 人掌类植物。
池年产 4 吨藻类,加工 后可得相当于3000 升 柴油的燃料。 一英亩三角大戟可生 产相当于 50 吨石油的 燃料。 图为生长在淡水和海水中的一种硅藻
古代传统生物技术和近代生物技术(旧有的制造酱、酒、 面包、奶酪、 酸奶及其它食品的传统工艺。 )只是利 用现有的生物类型或生物机能为人类服务,而现代生
型和生物机能,造福于人类。它是人类在建立实用生 物技术中从必然王国走向自由王国,从等待大自然的 恩赐转向索取的质的飞跃。
(2) 实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中) 利用各种仪器工具,通过实验过程, 探索生命活动的内在规律。
“自生说”是一个古老的学说,认为一切生物是自然发生的。到 了17世纪,虽然由于研究植物和动物的生长发育和生活循环,使“自
美国密苏里大学最近通过克隆 技术培育出四只含有荧光水母基 因的小猪。 左为荧光小猪,右为正常小猪
1982年,国际合作与发展组织(ICDO)对生物技术 进行了定义:即应用自然科学及工程学原理,依
物工程,是以现代生命科学为基础,运用先进 的科学原理和工程技术手段按预先的设计来加 工或改造生物材料从而产生出人类需要的产品 或达到某种目的。
粮食、医药、 食品、能源、 金属等 与人类健康、 农业、资源、 能源、环境
一旦将瓶颈打断,瓶内浸液中才有了微生物,有机质发生腐败。巴斯 德的实验彻底否定了“自生说”,并从此建立了病原学说,推动了微
转基因动物 转基因植物 冶 金 、 环 保 基因治疗 多肽药物 (畜 牧 业 、 渔 业 (农 业 、 林 业 轻 工 、 食 品 基因诊断 疫苗、抗体 生 物 反 应 器) 生 物 反 应 器)
(1)以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作 坊式生物技术。 (2)以抗生素为代表,发酵工程为主要技术的工 业化生物技术。 (3)以基因工程为主的现代生物技术。
当今世界,我们所处的这个时代,是科学技术 飞速发展、知识信息爆炸的知识经济时代,世界各
谁的科技发达,谁的综合国力就强大。 现在世界七大高新技术分别是现代生物技术、 航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新 能源技术和新材料技术。
原理:先用一种高分子材料— —聚羟基乙酸做成“人耳”的 模型支架,然后让人体的软骨 组织细胞在这个支架上繁殖生 长。一周以后,在裸鼠的背上 割开一个口子,将培育过的这 个“人耳”模子植入缝合,软 骨组织的细胞不断增殖,聚羟 基乙酸做成的支架慢慢地被机 体降解吸收,使“人耳”和裸 鼠融为一体。
解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题,在很大程度上将依赖于 生命科学的发展。生命科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用是 全方位的。
1980年以来,世界著名大学如MIT等,纷纷 把生物类课程列为全校必修课. 1995年以后,国内重点大学陆续把生物类课 程列为全校非生物类专业大学生的限选或必修课 程。
美国政府技术顾问委员会(O米乐M6 米乐平台AT) 的定义: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
植物学、动物 学、遗传学、 分子生物学、 微生物学等 基因、细胞、 有用物、个体 或个体的一部 分
的仍然是一个难题,这不仅是“自生说”的一个顽固阵地,同时也是 人们正确认识微生物生命活动的一大屏障。 巴斯德在前人工作的基础上,进行了许多试验,其中著名的曲颈 瓶试验无可辩驳地证实,空气内确实含有微生物,它们引起有机质的 腐败。巴斯德自制了一个具有细长而弯曲的颈的玻瓶,其中盛有有机 物水浸液,经加热灭菌后,瓶内可一直保持无菌状态,有机物不发生
1857年,法国微生物学家巴斯德发现 了发酵原理,人们才认识到发酵是微生物活 动的结果。
发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和 发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分 支,成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、 细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科 工程。 现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包,而 且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多 种医疗保健药物,生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物 除草剂等农用生产资料,在化学工业上生产氨基酸、香 料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中) 创造生物学阶段 (20世纪中叶以后)
③利用电脉冲方法,使供体细胞和受体细胞融合,最后形成融合细胞。 融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞。 ④将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一 步分化和发育,最后形成小绵羊多莉。
酶是一种在生物体内具有新陈代谢催化剂作用的蛋 白质。具有反应效率高、条件温和、反应产物污染 小、能耗低和反应易控制等特点。
1、细胞是生物的基本组成单位(病毒除外) 2、新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能
的方法获取基因,然后经过一系列切割,加工修 饰,连接反应形成重组DNA分子,再将其转入适 当的受体细胞,以期获得基因表达的过程。
工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色 苔藓的树皮上,不易被鸟发现; 工业化后,黑色蛾子逐渐取而代之,因为黑烟污 染了环境,黑色蛾子更易藏身。
其中生物技术列在首位,生物技术之所以令世界各国如此 重视,是因为它是解决人类所面临的最重大的问题和挑战∶
« 圣经» 载,上帝在创世纪中创造了果木、动物 和人;21世纪人类将成为造物主,因为基因的发现 使人类能够改变生命并创造生命。
利用工程学原理进行细胞生物学的基础 研究和制造使用活细胞的产品,如组织工程 和生物加工工程。前者是利用移植的细胞、 骨架、DNA、蛋白质或蛋白质片段替代或修 复已受伤或损坏的组织和器官;后者是利用 活细胞生产生物医药产品。
干细胞:1999年4月, 美国的科研人员首次成功 地从成年人骨髓的干细胞在体外培养分化出软骨、
①从一只六岁雌性的芬兰多塞特白面绵羊 的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的培 养液中,细胞逐渐停止分裂,此细胞称之为供
②从一头苏格兰黑面母绵羊的卵巢中取出 未受精的卵细胞,并立即将细胞核除去,留下