1、10/30/20223l按时上课、有事请假，迟到者请从前门走并喊报 告，事后说明原因;l点名方式：老师点名或点人数，学习委员或班长配 合;l实验课实验课不得缺席，如有事者应请假，征得教师同意不得缺席，如有事者应请假，征得教师同意 后申请补做。后申请补做。2次无故不参加者不得参加期末考试次无故不参加者不得参加期末考试;l出勤、平时上课提问和作业占30%，期中无故迟到 扣总分1分/次，旷课扣总分2分/次，10分扣完则扣笔 试成绩；缺课、旷课累计超过该课程教学时数三分 之一及以上的学生，取消其参加该课程考试的资 格，请假手续按学院规定处理。10/30/20224l生物技术制药的概念和主要研究内容与任
2、生物技术制药的概念和主要研究内容与任务务10/30/20225 10/30/2022610/30/20227 （三）（三）生物技术最早应用的产业领域是医药行业。生物技术最早应用的产业领域是医药行业。1977年：年：第一个重组的第一个重组的生长激素抑制因子生长激素抑制因子(somatostatin)出出现。现。之后，美国成立了第一家遗传工程公司之后，美国成立了第一家遗传工程公司Genetech，进，进行小牛和小猪的生长激素的开发研究，与其他公司合作开发了行小牛和小猪的生长激素的开发研究，与其他公司合作开发了-干扰素的生产技术。干扰素的生产技术。1981年：年：第一个诊断用第一个诊断用单克隆抗体单
3、克隆抗体首先在美国正式上市；首先在美国正式上市；10/30/20228 1982年：年：第一个基因工程技术生产的第一个基因工程技术生产的人胰岛素人胰岛素得到批准，投放市场，第一个得到批准，投放市场，第一个基因工程疫苗基因工程疫苗也正式也正式上市；上市；1986年：年：第一个单克隆抗体新药第一个单克隆抗体新药抗抗T细胞分细胞分化抗原化抗原OKT3单克隆抗体单克隆抗体被批准投放市场，用于治被批准投放市场，用于治疗肾移植后作为抗排斥反应的药物，有效率达疗肾移植后作为抗排斥反应的药物，有效率达94%。此后三十几年中，陆续被批准上市的产品已达此后三十几年中，陆续被批准上市的产品已达几十种，正在临床试验的
4、产品达几百种。几十种，正在临床试验的产品达几百种。10/30/20229 （1）从分子水平上去研究和认识疾病：）从分子水平上去研究和认识疾病：如遗传性疾病、如遗传性疾病、癌症等癌症等 （2）疾病的诊断：）疾病的诊断：如酶联免疫吸附测定、如酶联免疫吸附测定、DNA诊断诊断系统、遗传疾病的分子诊断、癌症的分子诊断、生物芯片系统、遗传疾病的分子诊断、癌症的分子诊断、生物芯片诊断等诊断等 （3）疑难病症的防治手段：）疑难病症的防治手段：生物导弹生物导弹单克隆抗体、单克隆抗体、基因工程疫苗、基因治疗等基因工程疫苗、基因治疗等 （4）制造人的器官）制造人的器官 人耳鼠人耳鼠10/30/202210 按照传
5、统的说法，生物技术包括的内容主要是：按照传统的说法，生物技术包括的内容主要是：这四大工程。这四大工程。由于生物技术与生命科学的飞速发展和学科之间的相互由于生物技术与生命科学的飞速发展和学科之间的相互渗透，生物技术所包含的内容不断扩大，如渗透，生物技术所包含的内容不断扩大，如蛋白质工程、蛋白质工程、抗体工程、糖链工程、海洋生物技术、生物转化抗体工程、糖链工程、海洋生物技术、生物转化等。等。10/30/202211基因工程（基因工程（genetic engineering）又叫遗传工程，是现又叫遗传工程，是现代生物技术的核心和主导。所谓遗传工程就是从生物代生物技术的核心和主导。所谓遗传工程就是从生
6、物体中把生物遗传物质（基因或体中把生物遗传物质（基因或DNA分子）分离出来，分子）分离出来，或或人工合成一段基因人工合成一段基因，用人工的方法对遗传物质进行，用人工的方法对遗传物质进行搭配、组合，然后转入某搭配、组合，然后转入某生物的细胞内生物的细胞内，从而通过改，从而通过改变其遗传物质的结构来改变它的变其遗传物质的结构来改变它的遗传特性遗传特性，使它定向，使它定向地产生所需的生物品种。由于它在地产生所需的生物品种。由于它在DNA分子水平上动分子水平上动手术，又称为手术，又称为DNA重组技术、分子水平杂交技术或称重组技术、分子水平杂交技术或称基因操作。基因操作。10/30/202212 基因工
7、程可以跨越生物远缘不能杂交的鸿沟，基因工程可以跨越生物远缘不能杂交的鸿沟，实现物种，甚至动物、植物、微生物之间的基实现物种，甚至动物、植物、微生物之间的基因杂交，所获得的生物产品或生物新品种在医因杂交，所获得的生物产品或生物新品种在医药、卫生、农业、畜牧业和环境保护具有广阔药、卫生、农业、畜牧业和环境保护具有广阔的应用前景。的应用前景。10/30/202213细胞工程（细胞工程（cell engineering）是指以细胞为基本单位，在是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改
8、良生物品种和创特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种，加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物造新品种，加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物质的过程。由于细胞工程是在细胞水平上动手术，又可称质的过程。由于细胞工程是在细胞水平上动手术，又可称为细胞操作技术。为细胞操作技术。10/30/202214l细胞融合技术细胞融合技术l细胞器移植技术细胞器移植技术l原生质体融合技术原生质体融合技术l染色体工程染色体工程l细胞和组织培养技术细胞和组织培养技术 10/30/202215l 细胞融合技术是将两个不同种类的细胞融合技术是将两个不同种类的细胞，通过细胞，通过化学的化学的、生物的
9、或物理的办法，、生物的或物理的办法，使它们彼此融合在一起，从而产生出兼有使它们彼此融合在一起，从而产生出兼有两个亲体的遗传性状的细胞。这实质上是两个亲体的遗传性状的细胞。这实质上是无性杂交，故又称其为体细胞杂交。无性杂交，故又称其为体细胞杂交。10/30/20221610/30/202217l动物细胞培养动物细胞培养l植物细胞培养植物细胞培养l人或动物的组织培养人或动物的组织培养l植物的组织培养植物的组织培养10/30/202218l发酵工程发酵工程(fermentation engineering)是通过现代技术手段，是通过现代技术手段，利用微生物的特殊功能生产有用的物质，或直接将微生物应利
10、用微生物的特殊功能生产有用的物质，或直接将微生物应用于工业生产的一种技术体系。这项技术主要包括菌种选育、用于工业生产的一种技术体系。这项技术主要包括菌种选育、菌种生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等技术。菌种生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等技术。l 发酵工程已用于多种产品如酒类、抗生素、氨基酸、微生发酵工程已用于多种产品如酒类、抗生素、氨基酸、微生素、激素、工业用酶等生产。近年来，随着基因工程、细胞素、激素、工业用酶等生产。近年来，随着基因工程、细胞工程和酶工程技术向发酵工程的渗透，更拓宽了它的应用领工程和酶工程技术向发酵工程的渗透，更拓宽了它的应用领域。域。10/30/202
11、219l酶工程（酶工程（enzyme engineering）是利用酶或细胞所具是利用酶或细胞所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。它主要包括酶的开发和生产、酶的分离和纯技术。它主要包括酶的开发和生产、酶的分离和纯化、酶的固定化、反应器的研制及酶的应用等内容。化、酶的固定化、反应器的研制及酶的应用等内容。10/30/202220l 蛋白质工程（蛋白质工程（protein engineering）是一门从改变基因入手，是一门从改变基因入手，制造制造新
12、型蛋白质新型蛋白质的技术。的技术。l 其过程是：其过程是：先找到一个合成与这种新型蛋白质的基因接近先找到一个合成与这种新型蛋白质的基因接近的基因；然后，修改这个基因（用定位突变技术修改这个基的基因；然后，修改这个基因（用定位突变技术修改这个基因的核酸顺序）；再把修饰好的基因植入细菌或生物的细胞因的核酸顺序）；再把修饰好的基因植入细菌或生物的细胞里，让细菌产生出人们想要的新型蛋白质。里，让细菌产生出人们想要的新型蛋白质。l 它与基因工程的区别在于：它与基因工程的区别在于：前者是利用基因拼接技术用生前者是利用基因拼接技术用生物生产已存在的蛋白质，后者则是通过改变基因顺序来改变物生产已存在的蛋白质，
13、后者则是通过改变基因顺序来改变蛋白质的结构，生产新的蛋白质。蛋白质的结构，生产新的蛋白质。因此，蛋白质工程又被称因此，蛋白质工程又被称为第二代基因工程，也被称为第二代生物技术。为第二代基因工程，也被称为第二代生物技术。10/30/202221l抗体工程（抗体工程（antibody engineering）是应用细是应用细胞生物学或分子生物学手段在体外进行遗传胞生物学或分子生物学手段在体外进行遗传学操作，改变抗体的遗传特性和生物学特性，学操作，改变抗体的遗传特性和生物学特性，以获得具有适合人们需要的、有特定生物学以获得具有适合人们需要的、有特定生物学特性和功能的新抗体，或建立能够稳定获得特性和功
14、能的新抗体，或建立能够稳定获得高质量和产量抗体的技术。高质量和产量抗体的技术。10/30/202222l 糖链工程（糖链工程（glycotechnology）是利用化学、生是利用化学、生物、仪器等手段，研究物、仪器等手段，研究糖蛋白糖链糖蛋白糖链的技术，内的技术，内容包括糖链的制备、糖链结构的分析、糖链与容包括糖链的制备、糖链结构的分析、糖链与蛋白质的连接方式研究、糖链对蛋白质功能与蛋白质的连接方式研究、糖链对蛋白质功能与活性的影响研究以及活性的影响研究以及蛋白质糖基化蛋白质糖基化技术研究等。技术研究等。10/30/202223l海洋生物技术（海洋生物技术（marine biotechnolo
15、gy）是指运是指运用海洋生物学与工程学的原理和方法，利用海用海洋生物学与工程学的原理和方法，利用海洋生物或生物代谢过程，生产有用物质或定向洋生物或生物代谢过程，生产有用物质或定向改良海洋生物遗传特性所形成的高技术。改良海洋生物遗传特性所形成的高技术。10/30/202224l 生物转化（生物转化（bioconversion,biotransformation）也称生物催也称生物催化化(biocatalysis)，是指利用酶或有机体，是指利用酶或有机体(细胞、细胞器细胞、细胞器)作为作为催化剂实现化学转化的过程，是生物体系催化剂实现化学转化的过程，是生物体系(包括细菌、真菌、包括细菌、真菌、植物
16、组织、动物组织培养体系或生物体系植物组织、动物组织培养体系或生物体系)的酶制剂对外源的酶制剂对外源性底物进行结构性修饰所发生的化学反应。性底物进行结构性修饰所发生的化学反应。l微生物因其培养简单、种类繁多、酶系丰富而成为生物转微生物因其培养简单、种类繁多、酶系丰富而成为生物转化中最常见的有机体。化中最常见的有机体。10/30/202225 （一）生物技术药物的概念（一）生物技术药物的概念l生物药物（生物药物（biological drug）是指运用微生物学、生物学、医学、化学、生是指运用微生物学、生物学、医学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的成果、原理和方法，从生物体、生物组织、物化学、
17、生物技术、药学等科学的成果、原理和方法，从生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断疾病的制品预防、治疗和诊断疾病的制品。这类制品包括。这类制品包括生物体的生物体的初级和次级代谢产物初级和次级代谢产物，或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体，或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体，主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。l生物技术药物（生物技术药物（Biotechnological drug,biotech drug）是指采用是指采用DNA重组技重组技术或其他新生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的术或其他新生物技术生产
18、的用于预防、治疗和诊断疾病的药物药物，主要是重组，主要是重组蛋白或核酸类药物，如细胞因子、纤溶酶原激活剂、重组血浆因子、生长因蛋白或核酸类药物，如细胞因子、纤溶酶原激活剂、重组血浆因子、生长因子、融合蛋白、受体、疫苗、单克隆抗体、反义核酸、小干扰子、融合蛋白、受体、疫苗、单克隆抗体、反义核酸、小干扰RNA等。等。10/30/2022261.按用途分类：按用途分类：（1）治疗药物 （2）预防药物 （3）诊断药物2.按作用类型分类：按作用类型分类：（1）细胞因子类药物 （2）激素类药物 （3）酶类药物 （4）疫苗 （5）单克隆抗体 （6）反义核酸 （7）RNA干扰药物 （8）基因药物10/30/2
19、022273.按生化特性分类按生化特性分类（1）多肽类药物（2）蛋白质类药物（3）核酸类药物（4）PEG化多肽或蛋白质药物10/30/202228l生物技术药物的化学本质一般为通过现代生物技术制备的多肽、蛋白质、核酸及它们的衍生物，与小分子化学药物相比，在理化性质、药理学与作用、生产制备和质量控制方面都有其特殊性。10/30/202229 1.理化性质特性理化性质特性 （1）相对分子质量大：）相对分子质量大：生物技术药物的分子一般为多肽、蛋生物技术药物的分子一般为多肽、蛋白质、核酸或它们的衍生物，相对分子质量（白质、核酸或它们的衍生物，相对分子质量（Mr）在几千至几万，甚至几）在几千至几万，甚
20、至几十万。如人胰岛素的十万。如人胰岛素的Mr为为5.734 kD，人促红细胞生成素（，人促红细胞生成素（EPO）的）的Mr为为34 kD 左右，左右，L-天冬酰胺酶的天冬酰胺酶的Mr为为135.184 kD。（2）结构复杂：）结构复杂：蛋白质和核酸均为生物大分子，除一级结构外蛋白质和核酸均为生物大分子，除一级结构外还有二、三、四级结构。另外，具有糖基化修饰的糖蛋白类药物其结构就更还有二、三、四级结构。另外，具有糖基化修饰的糖蛋白类药物其结构就更为复杂，糖链的多少、长短及连接位置均影响糖蛋白类药物的活性。为复杂，糖链的多少、长短及连接位置均影响糖蛋白类药物的活性。（3）稳定性差：）稳定性差：多肽
21、、蛋白质类药物稳定性差，极易受温度、多肽、蛋白质类药物稳定性差，极易受温度、pH值、化学试剂、机械应力与超声波、空气氧化、表面吸附、光照等的影值、化学试剂、机械应力与超声波、空气氧化、表面吸附、光照等的影响而变性失活。多肽、蛋白质、核酸（特别是响而变性失活。多肽、蛋白质、核酸（特别是RNA）类药物还易受蛋白酶）类药物还易受蛋白酶或核酸酶的作用而发生降解。或核酸酶的作用而发生降解。10/30/202230 2.药理学作用特性药理学作用特性 （1）活性与作用机制明确）活性与作用机制明确 （2）作用针对性强）作用针对性强 （3）毒性低）毒性低 （4）体内半衰期短）体内半衰期短 （5）有种属特异性）有
22、种属特异性 （6）可产生免疫原性）可产生免疫原性10/30/202231 3.生产制备特性生产制备特性 （1）药物分子在原料中的含量低：）药物分子在原料中的含量低：生物技术药物一般由发酵工程菌或培养细胞来制备，发酵或培养液中所含欲分离的物质浓度很低，常常浓度低于100mg/L。（2）原料液中常存在降解目标产物的杂质：）原料液中常存在降解目标产物的杂质：生物技术药物一般为多肽或蛋白质类物质，极易受原料液中一些杂质如酶的作用而发生降解。（3）制备工艺条件温和：）制备工艺条件温和：欲分离的药物分通常很不稳定，遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解，稍不注意就会引起失活和降解。（4）分离纯化困难：）
23、分离纯化困难：原料液中常存在与目标分子在结构、构成成分等理化性质上及其相似的分子及异构体，形成用常法难以分离的混合物。因此，需要用多种不同原理的层析单元操作才能达到药用纯度。（5）产品易受有害物质污染：）产品易受有害物质污染：生物技术药物的分子及其所存在的环境物质均为营养物质，极易受到微生物的污染而产生一些有害杂质，如热原。另外，产品中还易残存具有免疫原性的物质。这些有害杂质必须在制备过程中完全去除。10/30/202232 4.质量控制特性质量控制特性 由于生物技术药物均为大分子药物，其生产菌种（或细胞）、生产工艺由于生物技术药物均为大分子药物，其生产菌种（或细胞）、生产工艺均影响最终产品的
24、质量，产品中相关物质的来源和种类与化学药物和中药不同，均影响最终产品的质量，产品中相关物质的来源和种类与化学药物和中药不同，因此这类药物的质量标准的制定和质量控制项目也与化学药物和中药不同。因此这类药物的质量标准的制定和质量控制项目也与化学药物和中药不同。（1）质量标准内容的特殊性：）质量标准内容的特殊性：生物技术药物的质量标准包括基本要求、生物技术药物的质量标准包括基本要求、制造制造、检定等内容，而化学药物的质量标准则主要包括性状、鉴别、检查、含、检定等内容，而化学药物的质量标准则主要包括性状、鉴别、检查、含量测定等内容。量测定等内容。（2）制造项下的特殊规定：）制造项下的特殊规定：对于利用
25、哺乳动物细胞生产的生物技术药物，对于利用哺乳动物细胞生产的生物技术药物，在本项下要写出工程细胞的情况，包括：名称及来源，细胞库建立、传代及保在本项下要写出工程细胞的情况，包括：名称及来源，细胞库建立、传代及保存，主细胞库及工作细胞库细胞的检定；对于利用工程菌生产的生物技术药物，存，主细胞库及工作细胞库细胞的检定；对于利用工程菌生产的生物技术药物，在本项下要写出工程菌菌种的情况，包括：名称及来源，种子批的建立，菌种在本项下要写出工程菌菌种的情况，包括：名称及来源，种子批的建立，菌种检定。本项下还要写出原液和成品的制备方法。检定。本项下还要写出原液和成品的制备方法。10/30/202233（3）检
26、定项下的特殊规定：）检定项下的特殊规定：在本项下规定了对原液、半成品和在本项下规定了对原液、半成品和成品的检定内容与方法。成品的检定内容与方法。原液检定项目原液检定项目包括：包括：生物学活性生物学活性、蛋白质含量、比活性、蛋白质含量、比活性、纯度（两种方法）、分子量、外源性纯度（两种方法）、分子量、外源性DNA残留量、残留量、鼠鼠IgG残留量残留量（采用单克隆抗体亲和纯化时）、宿主菌蛋白质残留量、残余（采用单克隆抗体亲和纯化时）、宿主菌蛋白质残留量、残余抗生素活性、细菌内毒素检查、等电点、紫外光谱、肽图、抗生素活性、细菌内毒素检查、等电点、紫外光谱、肽图、N端端氨基酸序列（至少每年测定氨基酸序
27、列（至少每年测定1次）；次）；半成品检定项目半成品检定项目包括：细菌内毒素检查、无菌检查；包括：细菌内毒素检查、无菌检查；成品成品检定项目检定项目除一般相应成品药的检定项目外，还要查生物学活性、除一般相应成品药的检定项目外，还要查生物学活性、残余抗生素活性、异常毒性等。残余抗生素活性、异常毒性等。10/30/202234 （一）生物技术制药的概念（一）生物技术制药的概念 生物技术制药（生物技术制药（biotechnological pharmaceutics）是指利用基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程等生物技术，来研究、开发和生产用于预防、治疗和诊断疾病的药物。10/30/202
28、2351.生物制药技术的研究、开发与应用生物制药技术的研究、开发与应用 2.利用生物技术研究、开发和生产药物利用生物技术研究、开发和生产药物（1）应用基因工程技术大量生产天然存在量极微或难以）应用基因工程技术大量生产天然存在量极微或难以获得的药物获得的药物（2）应用蛋白质工程技术设计新的药物：）应用蛋白质工程技术设计新的药物：（3）应用）应用酶工程酶工程改变药用酶的性质改变药用酶的性质（4）应用生物技术改造传统制药工艺）应用生物技术改造传统制药工艺 10/30/202236 10/30/202237 的应用已有悠久的历史。远在的应用已有悠久的历史。远在公元前几千年，就有了酿酒和制醋的生产技术，
29、公元前几千年，就有了酿酒和制醋的生产技术，因而它的因而它的。但是，人们在很长的时期内，不知道这些但是，人们在很长的时期内，不知道这些技术的内在原因。技术的内在原因。发明了显微镜。发明了显微镜。知道了自然界有微生物的存在。知道了自然界有微生物的存在。10/30/202238 利用实验的方法证明了酒精利用实验的方法证明了酒精发酵是活酵母所引起的结果，其他发酵产发酵是活酵母所引起的结果，其他发酵产物则是由其他微生物发酵所形成的。物则是由其他微生物发酵所形成的。发现了磨碎的发现了磨碎的“死死”酵母仍酵母仍能使糖发酵而形成酒精，并将其中所含的能使糖发酵而形成酒精，并将其中所含的活性物质称为活性物质称为“
30、酶酶”。经过这一系列的研究，才揭开了发酵经过这一系列的研究，才揭开了发酵现象的奥秘。现象的奥秘。10/30/202239 由于上述研究结果的启示，从由于上述研究结果的启示，从19世纪末到世纪末到20世世纪纪30年代，陆续出现了许多产品的工业发酵，开创年代，陆续出现了许多产品的工业发酵，开创了工业微生物的新世纪。了工业微生物的新世纪。生产出的产品有生产出的产品有:乳酸、酒精、丙酮、丁醇、柠乳酸、酒精、丙酮、丁醇、柠檬酸、淀粉酶等。檬酸、淀粉酶等。这些产品的生产过程比较简单，大多数属于这些产品的生产过程比较简单，大多数属于嫌嫌气发酵气发酵或表面培养，生产设备的要求也不高。产品或表面培养，生产设备的
31、要求也不高。产品的化学结构较为简单，属于微生物的初级代谢产物。的化学结构较为简单，属于微生物的初级代谢产物。10/30/202240The Chinese used moldy soybean curds as an antibiotic to treat boils（疖）（疖）.Powdered chrysanthemum was used in China as an insecticide.The microscope was invented by Janssen.Cells were first described by Hooke.Leeuwenhoek discovered ba
32、cteria.Jenner inoculated a child with a viral vaccine to protect him from smallpox.10/30/202241 Proteins were discovered.The first enzyme was isolated.The Escherichia coli(E.Coli)bacterium was discovered.It later becomes a major research,development and production tool for biotechnology.Mendel,in hi
33、s study of peas,discovered that traits（性状）are transmitted from parents to progeny by discrete（分立的）,independent units,later called genes.His observations laid the groundwork for the field of genetics.10/30/202242Miescher discovered DNA in the sperm of trout（鳟鱼）.A technique for staining and identifyin
34、g bacteria was developed by Koch.The first centrifuge was developed by Laval.Fleming discovered chromatin,the rod-like structures inside the cell nucleus that later came to be called chromosomes.10/30/202243Drosophila(fruit flies)used in early studies of genes.The term immunology first appeared.The
35、term genetics was introduced.The first cancer-causing virus was discovered by RousRous sarcoma virus(RSV).10/30/202244Bacteria were used to treat sewage for the first time in Manchester,England.Phages,or bacterial viruses,were discovered.The word biotechnology was first used by a Hungarian agricultu
36、ral engineer.The human growth hormone was discovered by Evans and Long.Fleming discovers penicillin,the first antibiotic.The term molecular biology is coined.10/30/202245 American Oswald Avery demonstrates that DNA is the transforming factor and is the material of genes.The term genetic engineering
37、is first used by Danish microbiologist A.Jost in a lecture on sexual reproduction in yeast at the technical Institute in Lwow,Poland.The electron microscope is used to identify and characterize a bacteriophage-a virus that infects bacteria.10/30/202246 20世纪世纪40年代初，由于第二次世界大战的爆发，急年代初，由于第二次世界大战的爆发，急需疗效
38、好而毒副作用小的抗细菌感染药物。需疗效好而毒副作用小的抗细菌感染药物。1941年，美国和英国合作开发研究了年，美国和英国合作开发研究了1928年英国年英国Fleming发现的、并于发现的、并于1940年经年经Florey及及Chain等提取、等提取、又经临床证明具有卓越疗效且毒性低的青霉素又经临床证明具有卓越疗效且毒性低的青霉素。10/30/202247Alexander Fleming is one of the most famous scientists in the world,due to its discovery of penicillin.Penicillin was the
39、first antibiotic used in great amounts to treat bacterial infections,saving millions of lives.Ernst Chain Sir Howard Florey Fleming discovered also lysozyme,an antibacterial enzyme present in mucous secretions.Alexander Fleming was born at Lochfield(Scotland)on August 6th,1881.At the age of 14 he mo
40、ved to London,where he studied medicine.His scientific work was developed at St.Marys Medical School,London University.Fleming discovered penicillin in 1928,when he observed that growth of Staphylococcus bacteria was inhibited by a Penicillium mould that accidentally contaminated the culture plate.H
41、e named penicillin the active substance produced by the Penicillium mould.Fleming left the study of penicillin to study lysozyme,that seemed to him more promising.Luckily,Chain and Florey continued the study of penicillin,proving in clinical tests its effectiveness in the treatment of diverse bacter
42、ial infections.At the end of World War II,a lot of hurt soldiers of the allied troops saved their lives thanks to penicillin.Fleming,Chain and Florey won the 1945 Nobel prize of physiology and medicine.Alexander Fleming died in 1955.10/30/202248需花费大量劳动力和占用大量需花费大量劳动力和占用大量空间空间()、产品的价格非常昂贵。、产品的价格非常昂贵。生
43、产效率高、产品生产效率高、产品质量好，发酵罐的体积最初即达质量好，发酵罐的体积最初即达5m3，产品的产量和质，产品的产量和质量、生产效率大幅度提高，成本显著下降。量、生产效率大幅度提高，成本显著下降。这给发酵工业带来了革命性的变化，因而微生物发这给发酵工业带来了革命性的变化，因而微生物发酵技术是近代生物技术的基础技术。以后，又开发了一酵技术是近代生物技术的基础技术。以后，又开发了一系列发酵新技术，如系列发酵新技术，如无菌技术、控制技术、补料技术无菌技术、控制技术、补料技术等。等。这就开始了当代微生物工业的兴旺发达。这就开始了当代微生物工业的兴旺发达。10/30/202249 以后，以后，链霉素
44、、金霉素、红霉素等抗生素相继问世，兴起链霉素、金霉素、红霉素等抗生素相继问世，兴起了抗生素工业，促使工业微生物的生产进入了一个新的阶段了抗生素工业，促使工业微生物的生产进入了一个新的阶段。抗生素生产的经验很快促进了其他发酵产品的发展，最突出抗生素生产的经验很快促进了其他发酵产品的发展，最突出的是的是20世纪世纪50年代的年代的氨基酸发酵工业氨基酸发酵工业、20世纪世纪60年代的酶制剂工年代的酶制剂工业以及一些原来用表面培养法生产的产品生产都开始改用沉没培业以及一些原来用表面培养法生产的产品生产都开始改用沉没培养法养法。近代生物技术产业的主要产品有近代生物技术产业的主要产品有:医药业：抗生素、维
45、生素、淄体激素、氨基酸医药业：抗生素、维生素、淄体激素、氨基酸;轻工食品业：工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒轻工食品业：工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒;化工业：酒精、丙酮、丁醇、沼气化工业：酒精、丙酮、丁醇、沼气;农林业：农用抗生素等农药农林业：农用抗生素等农药;环境保护业：生物治理污染等。环境保护业：生物治理污染等。10/30/202250产品类型多产品类型多 不但有生物体的初级代谢产物不但有生物体的初级代谢产物(氨基酸、有机酸、酶制氨基酸、有机酸、酶制剂、多糖等剂、多糖等)，还有次级代谢产物，还有次级代谢产物(抗生素等抗生素等)等产品。等产品。生产技术要求高生产技术要求高 主要表现在
46、发酵过程中，要求在纯种或无杂菌条主要表现在发酵过程中，要求在纯种或无杂菌条件下进行运转件下进行运转;大多数生物体是需氧菌，需要通入无菌空气进行好气大多数生物体是需氧菌，需要通入无菌空气进行好气发酵发酵;发酵产品不少是医药用品或食用品，产品质量要求也非常严格。发酵产品不少是医药用品或食用品，产品质量要求也非常严格。生产设备规模巨大生产设备规模巨大 从发酵罐看，常用的搅拌通气罐可大至从发酵罐看，常用的搅拌通气罐可大至500m500m3 3;技术最高、规模最大的单细胞蛋白工厂的技术最高、规模最大的单细胞蛋白工厂的气升式发酵罐气升式发酵罐的容积已超过的容积已超过2000m2000m3 3。技术发展速度
47、快技术发展速度快 以发酵工业中提高产品的产量和质量所需的以发酵工业中提高产品的产量和质量所需的关键物质菌种为例，其活力和性能获得了惊人的提高。如青霉关键物质菌种为例，其活力和性能获得了惊人的提高。如青霉素发酵菌种，初期的发酵效价仅为素发酵菌种，初期的发酵效价仅为200U/ml200U/ml，目前国际上已达，目前国际上已达80000U/ml80000U/ml，可见其发展速度之快。发酵控制技术等也得到了，可见其发展速度之快。发酵控制技术等也得到了前所未有的提高。前所未有的提高。10/30/202251 Waksman isolated streptomycin,an effective antib
48、iotic for TB.Discovered that genetic material from different viruses can be combined to form a new type of virus,an example of genetic recombination.McClintock discovered transposable elements,or jumping genes in corn.10/30/202252 Pauling showed that sickle cell anemia（镰状细胞贫血）is a molecular disease
49、resulting from a mutation in the protein molecule hemoglobin.Artificial insemination of livestock using frozen semen(a longtime dream of farmers)was successfully accomplished.Nature published James Watsons and Francis Cricks manuscript describing the double helical structure of DNA,which marks the b
50、eginning of the modern era of genetics.10/30/202253Francis Crick and James WatsonThe deoxyribonucleic acid(DNA)molecule is the genetic blueprint for each cell and ultimately the blueprint that determines every characteristic of a living organism.In 1953 American biochemist James Watson,left,and Brit
