生物技术的定义:
•1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术。
国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。
生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质；
提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品；
被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质；
应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科；
应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程；
生物技术的种类:
•基因工程：体外DNA/RNA重组
•细胞工程：包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术等
•酶工程：包括固定化技术、修饰改造技术、酶反应器的设计等
•发酵工程：微生物细胞加工厂
•蛋白质工程：对蛋白质进行修饰、改造、拼接
•生物工程下游技术：分离工程
现代生物制药与医药领域:
•医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域
•其应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术
基因工程药品的生产:
•许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
•基因工程胰岛素：胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100 kg胰腺只能提取4-5 g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
基因诊断与基因治疗
•基因诊断：采用分子生物学的技术方法来分析受检者的某一特定基因的结构（DNA水平）或功能（RNA水平）是否异常，以此来对相应的疾病进行诊断。
•运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。
•通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
•基因治疗：将人正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用。
•腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症被选为人类第一个批准的基因治疗试验有几
个原因。
•首先，这种疾病是由单个基因的缺陷所引起，因此增加了基因治疗成功的可能性。
•其次，这种基因控制很简单（千篇一律），不象其它许多基因那样控制复杂。
•最后一点是，虽然正常基因产生的少量酶在临床上就有作用，但是量大也没有什么害处。因此，腺苷脱氨酶（ADA）产生的量并不需要精确控制。
•基因治疗—事例:1990年，美国医学家安德森对一例患腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的4岁女孩谢德尔进行基因治疗。该女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生产ADA，先天免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。
他们将含有这个女孩自己的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中，这种白血球都已经过改造，有缺陷的基因已经被健康的基因所替代。在以
后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受特定抗体的治疗。
经治疗后，免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活。人类基因组计划的问世和实施
•人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。农业领域:
•应用生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物以及畜禽、林木、鱼类等新品种;
•进行再生能源的利用，解决能源短缺问题;
•扩大食饲料来源，满足人类日益增长的需要;
•进行无废物的良性循环，减少环境污染，充分利用各种资源等。
现代生物技术发展的标志：大规模工业化发酵生产青霉素
基因与DNA分子（主要证明）：
•首先用实验证明基因的化学本质是DNA的是美国著名的微生物学家O.T.
Avery。他所进行的细菌转化研究证实，进入细菌改变特性的遗传物质是
DNA，而不是蛋白质。
•后继的一些研究者也用实验肯定了Avery的结论。
•遗传学家和分子生物学家进而着手研究维系生命现象的基础-DNA分子的自我复制的过程。
•DNA分子携带遗传信息：DNA的转录包含转录启动子和转录区。构成启动子的序列不转录出相应的RNA序列，只有转录区的序列才转录出相应的RNA序列。
•DNA的转录区从转录RNA的起录点开始，包括基因编码区和转录终止子。
•启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。启动子的序列具有相对的保守性。
•在原核生物结构基因的起录点下游不远处，有一个相当保守的5‘-AGGAGG-3’序列，转录出mRNA上的5‘-AGGAGG-3’序列，与核糖体30s亚基16srRNA3’端的5‘-CCUCCU-3’互补，成为30s亚基识别和结合mRNA的位点，此序列称为SD序列。
•真核生物基因转录区不具备SD序列的互补序列。
基因工程的概念：
•基因工程也就是DNA重组技术，是用人工的方法把不同生物的遗传物质
（基因）分离出来，在体外进行剪切、拼接、重组，形成重组体，然后再把重组体引入宿主细胞中得以高效表达，最终获得人们所需要的基因产物。
基因工程研究的理论依据
•(1)不同基因具有相同的物质基础:具有遗传功能的特定核苷酸序列的DNA片段
•(2)基因是可切割的：大多数基因彼此之间存在着间隔序列
•(3)基因是可以转移的：基因可在不同生物之间转移，或在染色体DNA 上移动
•(4)多肽与基因之间存在对应关系：普遍认为，一种多肽就有一种相应的基因
•(5)遗传密码是通用的：一系列三联密码子同氨基酸之间的对应关系，在所有生物中都是相同的
•(6)基因可通过复制把遗传信息传递给下一代：经重组的基因一般来说是能传代的
基因工程的工具酶
基因工程的工具酶：
•限制性内切酶
•DNA连接酶
•DNA聚合酶
•DNA连接酶的定义：能将两段DNA拼接起来的酶称为DNA连接酶。
该酶催化DNA相邻的5‘磷酸基团和3’羟基末端之间形成磷酸二酯键，将DNA单链缺口封合起来。
•
DNA聚合酶的共同特点是：
•（1）需要提供合成模板；
•（2）不能起始新的DNA链，必须要有引物提供3‘－OH；
•（3）合成的方向都是5'→3‘
•（4）除聚合DNA外还有其它功能。
2. 用途（了解）
•①切口平移法标记DNA
•Nick translation
•（所有DNApolymerase中只有此酶有此活性）
理想的基因工程载体应具备的特征
