生物技术的发展史
生物技术不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指70年代末80年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指：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。
当今世界各国综合国力的竞争，实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早在1986年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术的首位。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。现代生物技术之所以会被世界各国如此重视和关注，是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术；还因为它与理、工、医、农等科技的发展，与伦理、道德法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主要内容包括：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、生物冶金、生物信息等技术。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。
现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱、DNA合成仪、DNA序列分析仪等。没有这些结合和渗透，生物技术的研究就不可能深入到分子水平，也就不会有今天的现代生物技术。
现代生物技术的主要内容：疾病治疗－－用于控制人类疾病的医药产品，包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断－－临床检测与诊断，食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺－－新的农作物或动物的基因改造、保存，肥料，杀虫剂：如生物农药、生物肥料等。食品－－扩大食品、饮料及营养素的来源：如单细胞蛋白等。环境－－废物处理、生物净化及新能源。化学品－－酶、DNA/RNA及特殊化学品、金属。设备－－由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物技术使用的设备等。
现代生物技术的发展：（1）提高农作物产量及其品质。培育抗逆的作物优良品系。
通过基因工程技术对生物进行基因转移，使生物体获得新的优良品性，称之为转基因技术。通过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。至1994年全世界批准进行田间试验的转基因植物已达1467例，涉及的作物种类包括马铃薯、油菜、烟草、玉米、水稻、番茄、甜菜、棉花、大豆等。转基因性能包括抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。例如我国首创的两系法水稻杂交优势利用，已先培育出了具实用价值的梗型光敏核不育系N5047S、7001S等新品系，一般增产达10%以上，高产可达40%。国家杂交水稻工程技术中心袁隆平教授，1997年试种其培育的“超级杂交稻”3.6亩，平均亩产达884kg。1998年总理特批基金1000万元，用于支持该项研究的深化与推广。我国学者还将苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白转入棉花，培育抗虫棉，对棉铃虫杀虫率高达80%以上。（2）植物种苗的工厂化生产；利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工业化生产。该项技术又称植物的微繁殖技术。植物细胞具有全能性，一个植物细胞有如一株潜在的植物。利用植物的这种特性，可以从植物的根、茎、叶、果、穗、胚珠、胚乳、官或组织取得一定量的细胞，在试管中培养这些细胞，使之生长成为所谓的愈伤组织；愈伤组织具有很强的繁殖能力，可在试管内大量繁殖。（3）提高粮食品质；生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。例如美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使用权向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。利用转基因技术培育番茄可延缓其成熟变软，从而避免
运输中的破损。大米是我们的主要粮食，含有人体自身不能合成的8种必需氨基酸，但其蛋白质含量很低。人们正试图将大豆储藏蛋白基因转移到水稻中，培育高蛋白质的水稻新品系。（4）生物固氮；减少化肥使用量，现代农业均以化学肥料，如尿素、硫酸铵作为氮肥的主要来源。化肥的使用不可避免地带来了土地的板结，肥力的下降；化肥的生产又将导致环境的污染。科学家们正在努力将具有固氮基因转移到作物根际周围的微生物体内，希望由这些微生物进行生物固氮，减少化肥的使用量。（5）发展畜牧业生产利用转基因技术，将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内，使获得新的品质。第一例转基因动物是1983年美国学者将大鼠的生长激素基因导入小鼠的受精卵里，现把受精卵转移到借腹怀胎的雌鼠内。生下来的小鼠因带有大鼠的生长工激素基因而使其生长速度比普通小鼠快50%，并可遗传给下一代。（6）提高生命质量，延长人类寿命；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。其投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位。这是因为生物技术为探索妨碍人类健康的因素和提高生命质量提供了最有效的手段。生物技术在医药领域的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。（7）开发制造奇特而又贵重的新型药品；抗生素是人们最为熟悉、应用最为广泛的生物技术药物。目前已分离到6000多种不同的抗生素，其中约100种被广泛地使用。每年的市场销售额约100亿美元。1977年，美国首先采用大肠杆菌生产了人类第一基因工程药物——人生长激素释放抑制激素，开辟了药物生产的新纪元。该激素可抑制生长激素、胰岛素和胰高血糖素的分泌，用来治疗肢端肥大症和急性胰腺炎。如果用常规方法生产该激素，50万头羊的下丘脑才能生产5mg，而用大肠杆菌生产，只需9L细菌发酵液。其价格降至每克300美元。由于细菌与人体在遗传体制上的差异较大，许多人类所需的蛋白质类药物用细菌生产往往是没有生物活性的。人们不得不放弃用细菌生产这种最简单的方法而另找其他方法，利用细胞培养技术或转基因动物来生产这些蛋白质药物是近几年发展起来的另一种生产技术。如转基因羊生产人凝血因子IX；转基因牛生产人促红细胞生成素；转基因猪生产人体球蛋白等。用基因工程生产的药物，除了人生长工激素释放抑制激素外，还有人胰岛素、人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等。目前全世界已有20多种基因工程药物面市。另外还有约400多种生物制剂正在进行临床试验，2000多种处于前期的实验室研究阶段。1987年所有上市的基因工程药品价值约5.4亿美元，到了1993年，10种主要基因工程药品的经销额已接近77亿美元。上世纪末达到100亿美元，到2003年将达到130亿美元。这清楚地表明，基因工程药物的产业前景十分光明，下个世纪整个医药工业将进行更新换代。
（8）疾病的预防和诊断；传统的疫苗生产方法对某些疫苗的生产和使用，存在着免疫效
果不够理想、被免疫者有被感染的风险等不足；而用基因工程生产重级疫苗可以达到安全、高效的目的。已经上市或已进入临床试验的病毒性肝炎疫苗（包括甲型和乙型肝炎等）；肠道传染病疫苗（包括霍乱、痢疾等）；寄生虫疫苗（包括血吸虫、疟疾等）；流行性出血热疫苗、ＥＢ病毒疫苗等。1998年初，美国仪器和医药管理局（FDA）批准了首个艾滋病疫苗进入人体试验。这预示着艾滋病或许可以像乙型肝炎、脊髓灰质炎等病毒性疾病那样得到有效的预防。用基因工程技术还可生产诊断用的ＤＮＡ试剂，称之为ＤＮＡ探针，主要用来诊断遗传性疾病和传染性疾病。（9）基因治疗；1990年9月，美国FDA批准了用ADA（腺苷脱氨酶基因）基因治疗严重联合型免疫缺陷病（一种单基因遗传病），并取得了较满意的结果。这标志着人类疾病基因治疗的开始。以基因工程为基础的治疗遗传疾病、肿瘤、心血管、代谢性疾病的新方法——基因治疗是21世纪的一大热点领域。基因治疗就是制备正常基因代替或校正遗传缺陷基因，或关闭、或降低、或调控异常基因的表达，而达到治疗疾病的目的。（10）解决能源危机、治理环境污染；目前，石油和煤炭是我们生活中的主要能源。然而，这些化石能源是不可再生的，最终将枯竭。寻找新的替代能源将是人类面临的一个重大课题。生物能源将是最有希望的新能源之一，而其中又以乙醇最有希望成为新的替代能源。微生物可以利用大量的农业废弃物如杂草、木屑、植物的秸杆等纤维素或木质素类物质或其他工业废弃物作为原料。生物技术还可用来提高石油的开采率。目前，石油的一次采油，仅能开采储量的30%。二次采油需加压、注水，只能获得储量的20%。深层石油由于吸附在岩石空隙间，难以开采。加入能分解蜡质的微生物后，利用微生物分解蜡质使石油流动性增加而获取石油，称之为三次采油。从而大大提高了石油的工业储量。环境保护方面，生物法生产化学品比化学工业生产法更环保和节能。生物农药代替
化学农药，不污染环境，对人体无害。某些微生物能净化有毒的化合物，降解石油污染，清除有毒气体和恶臭物质，综合利用废水和废渣，处理有毒金属等作用，达到净化环境、保护环境、废物利用并获得新的产品的目的。（11）制造工业原料、生产贵重金属利用微生物在生长过程中积累的代谢产物，生产食品工业原料，种类繁多；发酵技术还可用来生产化学工业原料。
现代生物技术发展趋势：基因操作技术日新月异和不断完善；基因工程药物与疫苗的研究与开发突飞猛进；转基因植物与动物技术取得重大突破；生物体基因组结构与功能研究发展迅速；基因治疗取得一定进展；蛋白质工程和生物信息学飞速发展。
现代生物技术发展史及其重要事件：1917年，Karl Ereky首次使用生物技术这一名词；1943年，大规模生产青霉素；1944年，Avery等通过实验证明DNA是遗传物质；1953年，W atson Crick 阐明DNA的双螺旋结构；1961年，<生物技术和生物工程>杂志创刊；1961-1966年，破译遗传密码；1970年，分离出第一个限制性内切酶；1972年，Khorana等合成了完整的tRNA基因；1973年，Boyer和Cohen建立了DNA重组技术；1975年，Milstein建立了单克隆抗体技术；1976年，第一个DNA重组技术规则问世；1976年，DNA测序技术诞生。
中国生物化学的发展与展望 历史的回顾 生物化学是一门比较年轻的学科，在我国正处于发展阶段。它是在化学、生物学和生理学中孕育出生而成长起来的。生理学之父法国拉瓦锡(Lavaisier 1743-1794)在恐怖政权迫害之下，敢于冒天下之大不匙.首先提出了呼吸和新陈代谢的正确概念。这就给生理学和生物化学莫定了良好的基石.十九世纪德国化学家莱比锡(Liebig)在拉瓦锡学派影响下，开始注意动植物机体的化学组成成分。他Ai慕尼黑建立了第一个类似生物化学的有机化学实验室，许多国家的学者纷纷来到莱比踢的实}fL室学习因而形成了慕尼黑学派。学派中伏依提(Voit)提出了营养和能量代谢的重要性。这些冲国学者回到本国后都成为生物化学的创始人。当时这些学者和他们的学生的工作特卢、，是在理论的塞础上创立了许多生物化学技术和方法。际上著名的我国生物化学家即孙弗林的亲宇学生和同工者，他们在血液分析方法中作出了巨大贡敲.文献中以弗林一一吴(Fol inwu)法名之。 美国洛克菲勒研究所的万斯赖克(Vanslyke)在弗林的鼓舞下对血液气沐介析、氛毯陡分析等方法不出了很大贡献。万氏在二十年代曾来中国任北京协和医院生物化学系教授兼主任。1.123年吴宪教授自哈佛大学回国后即继承万氏职务。我国在廿年代尚无生物化学专业教学和杆研机构r仅少教医学院设有生物化学系。在30年代我国著名生物学家秉志教授主持之中国科学社生物研究所.由怅宗汉教授筹备成二了生理学研究室，由郑集教授筹备生物化学研究室.这个研究室可算是我国第一个生物飞学专业机构01937年日本军国主义入侵我国叶，中央大学医学院及生物研完室的两个生物化学实脸室均迁入成都华丙大学校园继续工作，齐晋大学同时亦迁入华大佼地，于是提供了学术合作的良好机会。这不(q 4-现在教学科研上，还体现在生物化学的学术活动上。例如由郑集倡导之“生物化学报告讨论会”和约同成都 生物化学及营养工作者组织之“成都生物化学会”，以及生物化学文献讨论会。这些学术活动对发展我la生物化学起了一定的良好作用。当时的“成都生物化学会”是我国第一个生417 St学专业的学术组织。1948牟郑集教授约同林国fl,,、万听等倡汉组织中国生物化学学会，并推万听、林国镐、李纷文、郑集、il f-树模、刘思职、兰天鹤等七人为筹备委员。当时正值解放战争即将全而胜刊，学会茧未正式成立但已有萌芽。郑集教授于1940年在中央天学医学院于成都布后街成立生物化学研完听‘这是我国生物化学发展史上第一个生物化学专业研完沂，先后培养硕士级研完生川余名、其中有国内冲知名之生物化学家、营养学家。1947年兰天鹤留美归国，随身带回友人赠之一批生物化学基本仪器，即在华丙大学成立生物化学研究听。这是在郑集教授影响下医学院内设立之第二个生物化学研究所。除上述两个研究所冲.中央研究院化学研究所还有一个小的生物化学研究室。英国在上海设立之雷士德研究所(Listerinstitute)在侯祥川教授主持下，对我国生物化学及营养学的发展作出了巨大贡献。解放前我国没有一本中文的生物化学教科书和实验教程。1938年郑集编写了“生物化学实p1手j}j，l (A Laboratory Manual of Biochemistry)正式在.成都华英书局出版。这是我国第一本自编的生物化学实验手册。 12
1.2 生物工程的发展历史 与一般所理解的生物工程是一门新学科不同的是，而是认为在现实中可以探寻其发展历史。事实上，在现代生物技术体系中，生物工程的发展经历了四个主要的发展阶段。 食品与饮料的生物技术生产众所周知，像烤面包、啤酒与葡萄酒酿造已经有几千年的历史；当人们从创世纪中认识葡萄酒的时候，公元前6000，苏美尔人与巴比伦人就喝上了啤酒；公元前4000，古埃及人就开始烤发酵面包。直到17世纪，经过列文虎克的系统阐述，人们才认识到，这些生物过程都是由有生命的生物体，酵母所影响的。对这些小生物发酵能力的最确凿的证明来自1857-1876年巴斯得所进行的开创性研究，他被认为是生物工程的始祖。其他基于微生物的过程，像奶制品的发酵生产如干酪和酸乳酪及各种新食品的生产如酱油和豆豉等都同样有着悠久的发展历史。就连蘑菇培养在日本也有几百年的历史了，有300年历史的Agarius蘑菇现在在温带已经有广泛养殖。 所不能确定的是，这些微生物活动是偶然的发现还是通过直观实验所观察到的，但是，它们的后继发展成为了人类利用生物体重要的生命活动来满足自身需求的早期例证。最近，这样的生物过程更加依赖于先进的技术，它们对于世界经济的贡献已远远超出了它们不足为道的起源。 有菌条件下的生物技术 19世纪末，经过生物发酵而生产的很多的重要工业化合物如乙醇、乙酸、有机酸、丁醇和丙酮被释放到环境中；对污染微生物的控制通过谨慎的生态环境操作来进行，而不是通过复杂的工程技术操作。尽管如此，随着石油时代的来临，这些化合物可从石油生产的副产品中以低成本进行生产，因此，进行这类化合物生产的工业就处于岌岌可危的境地。近年来，石油价格的上涨导致了对这些早期发酵工艺的重新审视，与前面所讲的食品发酵技术相比，这类发酵工艺相对简单而且可进行大规模操作生产。其它关于有菌生物技术的典型例子有废水处理和都市固体垃圾堆肥。长期以来，人们利用微生物来分解和去除生活污水中的有毒物质，及像化工业产生的小部分工业毒害垃圾。目前世界上进行的发酵工程中，利用生物工程进行污水处理的规模是最大的。 将无菌消毒技术引入生物工程 20世纪40年代，由于大规模微生物培养这个复杂的生物技术的引入，生物工程的发展开始了新的方向，从而确保那些需要将污染微生物排除的特殊生物过程得以进行。因此，通过对培养基和生物反应器的提前灭菌消毒以及用来消除新进入的污染物的工程供应，生物反应中就只留有所选的生物催化剂。诸如此类，在生物工程中占有极大份额的产品有抗生素、氨基酸、有机酸、酶、多糖和疫苗。大部分这样的过程是复杂的，成本昂贵，仅适于高附加值产品的生产，尽管这类产品的产量较大，但采用食品与酿造生产中较老的生物技术，它们的规模与商业回报都是很小的。生物工程的新领域在最近的十年里，分子生物学和过程控制取得了长足的发展，不见开创了生物工程应用的新领域，同时还大大提高了已有生物工程工业的效率和经济性。正是由于这些发现和发展，才会有对于未来生物工程在世界经济中所扮演角色的良好评价。 （a）基因工程对于重要的工业用生物基因组的有性重组或突变操作一直是工业遗传学家革新目录中的组成部分。重组DNA新技术包括温和的进行活细胞破碎、DNA提取、纯化和利用高度专一性的酶进行随后的有选择性切割；对目的基因片断分类、鉴定、筛选和纯化；用化学方法将目的基因连接到载体分子的DNA上及将重组DNA分子导入选择的受体细胞进行增值和细胞合成。重组DNA技术可较简便的进行基因组操作，而且可避免物种间与属间的不相容性。无限可能性是存在的，人类胰岛素与干扰素基因已导入了微生物细胞并进行了表达。原生质融合、多克隆抗体制备和组织培养技术（包括从细胞培养上清液中进行植物的再生）的广泛应用对生物工程的发展有着深远的影响。（b）酶工程酶分离工程一直是许多生物技术过程的组成部分，而且随着允许对生物代谢产物进行重新利用的更适合的固定化技术的发展，它们的代谢产物可被进一步利用。利用固定化细菌的葡萄糖异构酶生产高果
世界生物学发展史 生物学的发展经历了萌芽期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。 生物学发展的萌芽时期是指人类产生（约300万年前）到阶级社会出现（约4000年）之间的一段时期。这时人类处于石器时代，原始人开始了栽培植物、饲养动物并有了原始的医术，这一切为生物学发展奠定了基础。 到了奴隶社会（约4000年前开始）和封建社会后期，人类进入了铁器时代。随着生产的发展，出现了原始的农业、牧业和医药业，有了生物知识的积累，植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实的阶段。但在搜集的同时也进行了整理，并被后人叫做所谓的古代生物学。古代的生物学在欧洲以古希腊为中心，著名的学者有亚里士多德研究（形态学和分类学）和古罗马的盖仑（研究解11剖学和生理学），他们的学说在生物学领域内整整统治了1000年。中国的古代生物学，则侧重研究农学和医药学。 从15世纪下半叶到18世纪末是近代生物学的第一阶段，这一时期，在生物学研究中，主要的有维萨里等人的解剖学，哈维的生理学，林耐的分类学以及从18世纪末并继续到19世纪初的拉马克等人的进化学说。 19世纪的自然科学，进入了全面繁荣的时代。近代生物学的主要领域在19世纪都获得重大进展。如细胞的发现，达尔文生物进化论的创立，孟德尔遗传学的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础，并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物（包括人体）生理学到19世纪有了明显的进展，著名学者有弥勒、杜布瓦·雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等人。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力，使植物生理学在理论上达到了系统化。 20世纪的生物学即属于现代生物学的范畴，始于1900年孟德尔学说的重新发现。此后，遗传学向理论（包括生物进化）和实践（主要是植物育种）两个方面深入发展。与此同时，由于物理学、化学和数学对生物学的渗透以及许多新的研究手段的应用，一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生。50年代中期，由于华生和克里克等人的努力，产生了分子生物学。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态研究的深入，细胞学也进入分子水平，出现了细胞生物学。20世纪蓬勃发展的生态学在生物学中的地位日益增长。它的研究范围从群落扩大到生态系统，以至包括多种类型生态系统的综合考察和全球性的“生物圈”。它与地学、环境科学以及社会科学的结合，对生产和社会已产生重大的影响。此外另一门崭新的学科——神经生物学猛然崛起，人们愈来愈体会到神经系统，尤其是大脑的研究对生物学和人类发展的作用。20世纪的进化论研究也有明显的突破，集中表现在对进化机制和微观层次规律的揭示方面。总之，现代生物学正向微观和综合方向深入。 诺贝尔生理学医学奖 诺贝尔（Nobel.A，1833～1896），瑞典化学家、发明家、企业家。因硝化炸药、无烟炸药等的发明和制造而著称。拥有发明专利355项以上。1895年立遗嘱，将其遗产作为基金，
生物技术的发展历程及重要意义 姓名：××※ 学院：××※ 专业：××※ 学号：××※
生物技术的发展历程及重要意义 生物技术被是一项高新技术，世界各国都很重视，它被广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类社会生活将产生深远的革命性的影响。生物技术对于提高综合国力，迎接人类所面临的诸如食品短缺、健康问题、环境问题及经济问题的挑战是至关重要的；生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力，它将是21 世纪高技术革命的核心内容。生物技术产业是21 世纪的支柱产业，许多国家都将生物技术确定为增长国力和经济实力的关键性技术之一。我国政府同样把生物技术列为高新技术之一并组织力量攻关。 生物技术可分为传统生物技术和现代生物技术。现代生物技术是从传统生物技术发展而来的。传统的生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺；现代生物技术则是指20 世纪70 年代末80 年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 一、生物技术的发展历程 1、传统生物技术的产生 传统生物技术应该说从史前时代起就一直为人们所开发和利用，以造福人类。在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。在公兀前221 年，周代后期，我国人民就能制作豆腐、酱和醋，并一直沿用至今。公元10 世纪，我国就有了预防天花
的活疫苗；到了明代，就已经广泛地种植痘苗以预防天花。16 世纪，我国的医生已经知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000 年就已开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000 年就开始制作面包。1676 年荷兰人Leeuwen Hoek(1632—1723)制成了能放大170～300 倍的显微镜并首先观察到了微生物。19 世纪60 年代法国科学家Pasteur(1822—1895)首先证实发酵是由微生物引起的，并首先建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础，使发酵技术纳入了科学的轨道。到了20 世纪20 年代，工业生产中开始采用大规模的纯种培养技术发酵化工原料丙酮、丁醇。20 世纪50 年代，在青霉素大规模发酵生产的带动下发酵工业和酶制剂工业大量涌现。发酵技术和酶技术被广泛应用于医药、食品、化工、制革和农产品加工等部门。20 世纪初，遗传学的建立及其应用，产生了遗传育种学，并于20 世纪60年代取得了辉煌的成就，被誉为“第一次绿色革命”。细胞学的理论被应用于生产而产生了细胞工程。在今天看来，上述诸方面的发展，还只能被视为传统的生物技术，因为它们还不具备高技术的诸要素。 2、现代生物技术的发展 现代生物技术是以20 世纪70 年代DNA 重组技术的建立为标志的。1944 年Avery 等阐明了DNA 是遗传信息的携带者。1953 年Watson 和Crick 提出了DNA 的双螺旋结构模型，阐明了DNA 的半保留复制模式，从而开辟了分子生物学研究的新纪元。由于一切生命活动都是由包括酶和非酶蛋白质行使其功能的结果，所以遗传信
生物进化史 一、冥古宙（地球形成——亿年前） .古地理 地球从亿年前形成，从一个炽热地岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需亿年），出现原始地海洋、大气与陆地，但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌，在亿年前到亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星地轰击.冥古宙在亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件. 因为这个时期地岩石几乎没有保存到现在地(已知地地球最古老地岩石位于北美地台盖层地艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层地杰克希尔斯部分)，所以并没有正式地细分.但月岩从多亿年前就比较好地保存下来，因此月球地质年代地某些主要划分可参照用于地球地冥古宙划代.冥古宙地最后一个代对应为月球地质年代中地早雨海世，以月球地东海撞击事件为结束时间(约为亿年)，这也是内太阳系地后期重轰击期地结束标志. 零散地锆石结晶沉积在西加拿大和西澳地杰克山中地沉积物里，对锆石地研究发现，液态水必然已存在了有四十四亿年之久，非常接近地球形成地时刻. .气候 在形成地球地物质当中，曾经存在过大量地水.在地球地形成时期，其质量比现在地小，水分子也就更容易挣脱重力.据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度地稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变. 有理论认为，在地球地年轻时期，它地一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去地部分后来形成了月球.然而，在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时地组成成份却与完全融化地假设并不相符，事实上也很难将巨大地岩石完全融化并混在一起.不过相当一部分地物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻地行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成地大气层. 岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温地易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气地高密度二氧化碳大气层.另外，尽管当时表面温度有℃，但液态地海洋依然能够存在，这得益于大气层带来地高气压.随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中地大部分，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈地震荡. 二、太古宙（亿年前） .古地理 太古宙起始于内太阳系晚期重轰击期地结束，地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在.太古宙结束于亿年前地大氧化事件，以甲烷为主地还原性地太古宙原始大气转变为氧气丰富地氧化性地元古宙大气，并导致了持续亿年地地球第一个冰期——休伦冰期. 太古宙形成地地壳厚度还不大，同时尚未进行充分地分异过程.由于地壳厚度较小，幔源物质容易沿裂隙上行，常有大规模地超基性、基性断裂喷溢活动.此外，也有频繁地中酸性岩浆活动和火山活动.多次地岩浆活动、构造运动使岩石变质很深，再加上缺少生物化石，给恢复古地理面貌和沉积环境造成很大困难. 在当今大陆壳地范围内，长期处于活动不稳定状态，陆表海占绝对优势. 在太古代中晚期，随着陆壳某些部分开始固结硬化，终于形成了稳定地基底地块——陆核.陆核地形成标志着地壳构造发展地第一大阶段地结束. 太古宙有多少次构造运动，目前研究地很不清楚.在世界范围内可能有次主要地构造运动，在中国比较确认地是太古宙晚期地阜平运动. 大约在亿年前，出现了目前已知最早地大陆——乌尔大陆（），它可能是当时地表上面积最
生物技术的发展史 生物技术不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指70年代末80年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指：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。 当今世界各国综合国力的竞争，实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早在1986年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术的首位。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。现代生物技术之所以会被世界各国如此重视和关注，是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术；还因为它与理、工、医、农等科技的发展，与伦理、道德法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主要内容包括：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、生物冶金、生物信息等技术。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。 现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱、DNA合成仪、DNA序列分析仪等。没有这些结合和渗透，生物技术的研究就不可能深入到分子水平，也就不会有今天的现代生物技术。 现代生物技术的主要内容：疾病治疗－－用于控制人类疾病的医药产品，包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断－－临床检测与诊断，食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺－－新的农作物或动物的基因改造、保存，肥料，杀虫剂：如生物农药、生物肥料等。食品－－扩大食品、饮料及营养素的来源：如单细胞蛋白等。环境－－废物处理、生物净化及新能源。化学品－－酶、DNA/RNA及特殊化学品、金属。设备－－由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物技术使用的设备等。 现代生物技术的发展：（1）提高农作物产量及其品质。培育抗逆的作物优良品系。 通过基因工程技术对生物进行基因转移，使生物体获得新的优良品性，称之为转基因技术。通过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。至1994年全世界批准进行田间试验的转基因植物已达1467例，涉及的作物种类包括马铃薯、油菜、烟草、玉米、水稻、番茄、甜菜、棉花、大豆等。转基因性能包括抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。例如我国首创的两系法水稻杂交优势利用，已先培育出了具实用价值的梗型光敏核不育系N5047S、7001S等新品系，一般增产达10%以上，高产可达40%。国家杂交水稻工程技术中心袁隆平教授，1997年试种其培育的“超级杂交稻”3.6亩，平均亩产达884kg。1998年总理特批基金1000万元，用于支持该项研究的深化与推广。我国学者还将苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白转入棉花，培育抗虫棉，对棉铃虫杀虫率高达80%以上。（2）植物种苗的工厂化生产；利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工业化生产。该项技术又称植物的微繁殖技术。植物细胞具有全能性，一个植物细胞有如一株潜在的植物。利用植物的这种特性，可以从植物的根、茎、叶、果、穗、胚珠、胚乳、官或组织取得一定量的细胞，在试管中培养这些细胞，使之生长成为所谓的愈伤组织；愈伤组织具有很强的繁殖能力，可在试管内大量繁殖。（3）提高粮食品质；生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。例如美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使用权向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。利用转基因技术培育番茄可延缓其成熟变软，从而避免
高考生物学史整理 必修一 （一）细胞学说的建立和发展过程 1.1543年，比利时的维萨里发表《人体构造》，揭示了人体在器官水平的结构。 2.罗伯特虎克：英国人，细胞的发现者和命名者。1665年，他用显微镜观察植物的木栓组织，发现由许多规则的小室组成，并把“小室”称为cell——细胞。 3.列文虎克：荷兰人，他用自制的显微镜进行观察，对红细胞和动物精子进行了精确的描述。 4.19世纪30年代，德国植物学家施莱登(1804— 1881)和动物学家施旺(1810— 1882)提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪自然科学三大发现之一。 5.魏尔肖：德国人，他在前人研究成果的基础上，总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。（二）生物膜流动镶嵌模型的探索历程 1.1895年，欧文顿发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的。 2.20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由脂质和蛋白质组成。 3.1925年，两位荷兰科学家用丙酮从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。提出假说：细胞膜中的磷脂是双层的 4.1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 5.1970年，科学家用荧光标记人和鼠的细胞膜并让两种细胞融合，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。提出假说：细胞膜具有流动性 6.1972年，桑格和尼克森提出生物膜流动镶嵌模型，强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性，并为大多数人所接受。 （三）酶的发现史 1.斯帕兰札尼：意大利人，生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。 2.巴斯德：法国人，微生物学家，化学家，提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精。 3.李比希：德国人，化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 4.毕希纳：德国人，化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液，并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。
世界生物学史之十三: 20世纪的生物学 20世纪特别是50年代以后，生物学同化学、物理学和数学相互交叉渗透，取得了一系列划时代的科学成就，使它跻身精确科学，成为当代成果最多和最吸引人的基础学科之一。关于生命的研究，已经不只是生物学家的任务，也是物理学、化学家以及数学家兴趣较大的领域。现在的生物学常被称为“生命科学”，不仅因为它更深入到生命本质问题，还因为它是多学科的共同产物。在微观方面生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质。在宏观方面生态学的发展已经成为综合探讨全球问题的环境科学的主要组成部分。 生物学的各个分支学科，包括分类学、生理学、进化论等，都取得了重要进展，然而促使生物学的面貌发生根本变化的主要分支学科则是遗传学、生物化学和微生物学。遗传学的研究从1900年孟德尔定律的再发现以后与细胞学相结合，随之建立了基因论。到30年代，基因论已被公认是在生物个体水平和群体水平上研究性状遗传的指导理论。遗传学也因而在生物学中甚至在整个科学中占有重要地位。生物化学自1877年提取出离体的“酿酶（zyma se）”以后，对生物体内新陈代谢的研究进展迅速，到40年代生物体内分解代谢途径已基本阐明。同时，酶的本质和生物能的研究也有长足进展。对蛋白质、核酸、糖、脂肪等生命基本物质则不仅阐明其基本组分，并且开始了三维结构的探索。微生物学除了对霉菌、细菌继续研究外，在20世纪30～40年代还阐明了病毒与噬菌体的本质。这3个分支学科各自的发展和相互交叉，为分子生物学的出现奠定了基础。 第二次世界大战以后,生物学发生了质的飞跃。1953年DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生,也标志着生物学的探索开始进入了揭开生命之谜的大门。此后，遗传密码的破译，重组DNA技术的建立,不仅创建起分子遗传学，而且使肿瘤学和免疫学都在分子水平上取得突出成就。神经生物学，特别是在大脑的研究方面也都出现重大突破。可见，2 0世纪的生物学不仅直接影响着本身各分支学科的发展，而且对农学和医学，甚至对方兴未艾的产业革命已经和将要产生巨大的影响。科学史家普遍认为在20世纪50年代以后生物科学发生了一场革命。这场革命从其开辟新领域，从其对其他科学所产生的作用、从其对社会和人们思想的冲击等方面来考察，其影响之大绝不逊色于20世纪前30年中发生的物理学革命。 20世纪生物学的迅速发展，受到社会经济高速发展的有力支持，使生物学的研究能够迅速大量的应用现代物理学、化学的原理、方法和精密仪器。这样，生物学的定量研究逐渐得到发展。由于一些物理学家和数学家被吸引来探索生命之谜的未知领域，理论生物学这一新学科开始出现。理论生物学是主要用数、理、化方法研究各种生命现象的一个分支学科。早期的代表著作有奥地利L.von贝塔兰菲的《理论生物学》(第一卷1932、第二卷1942);M.贝格纳的《生物学的思想方法》(1959)等。
高中生物科学发展史梳理 生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度。下面是我为大家整理的高中生物科学发展史，希望对大家有所帮助! 高中生物科学发展史：必修一分子与细胞 1、虎克：英国人，细胞的发现者和命名者。1665年，他用显微镜观察植物的木栓组织，发现由许多规则的小室组成，并把"小室"称为cell——细胞。 2、列文虎克：荷兰人，他用自制的显微镜进行观察，对红细胞和动物精子进行了精确的描述。 3、19世纪30年代，德国植物学家施莱登(M.J.Sehleiden，18o4—1881)和动物学家施旺(T.Schwann，1810—1882)提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。 4、维尔肖(R.L.C.Virchow)：德国人，他在前人研究成果的基础上，总结出"细胞通过分裂产生新细胞"。 生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家 5、欧文顿(E.Overton)：1895年他曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。 6、罗伯特森(J. D. Robertson)：1959年他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，结合其他科学家的工作，提出了生物膜结构的"单位膜"模型。
7、桑格(S. J. Singer )和尼克森：在"单位膜"模型的基础上提出"流动镶嵌模型"。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受。 酶的发现涉及的科学家 8、斯帕兰札尼：意大利人，生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。 巴斯德：法国人，微生物学家，化学家，提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精。 9、李比希：德国人，化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 10、毕希纳：德国人，化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液，并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。 11、萨姆纳：美国人，化学家。1926年，他从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。荣获1946年诺贝尔化学奖。 12、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化作用。 光合作用的发现涉及的科学家 13、1771年，英国科学家普里斯特利，通过实验发现植物可以更新空气。 14、1864年，德国科学家萨克斯，通过实验证明光合作用产生了淀粉。 15、 1880年，美国科学家恩格尔曼，通过实验证明叶绿体是植物进行光合作用的场所。 16、20世纪，30年代，美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用
生化技术发展史 生化技术不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代 生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指 70 年代末 80 年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程 为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指：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。 当今世界各国综合国力的竞争，实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早 在 1986 年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技 术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术 和新材料技术等高技术的首位。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。现代生物技术之所以会被世界 各国如此重视和关注，是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺 问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术；还因为它与理、工、医、农等科技的发展，与伦理、道德法律等社会问题都有 着密切的关系，对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主 要内容包括：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、生物冶金、生物信息等技术。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。 现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部 都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技 术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效 液相色谱、DNA 合成仪、DNA 序列分析仪等。没有这些结合和渗透，生物技术的研究就不可能深入到分子水平，也就不会有今天的现代 生物技术。 现代生物技术的主要内容：疾病治疗：用于控制人类疾病的医 药产品，包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断： 临床检测与诊断，食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺，新
生物工程的发展简史 1 第一章绪论第一节生物工程的发展简史按照生物工程的定义.人类对生物工程的实践可迫溯到远古原始人类生活期间.为此，可把生物工程的发展分成三个时期:①传统生物技术时期；②近代生物工程的形成和发展时期;③现代生物工程时期。一、传统生物技术时期生物工程不是一门新学科，它是从传统生物技术发展来的。传统生物技术应该说从史前时代起就一直为人们所开发和利用并造福于人类.在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000 年就已开始啤酒发酵。古埃及人则在公元前4000 年就开始用经发酵的面团制作面包，在公元前20 世纪时已掌握了用裸麦制作“啤酒”的技巧。公元前25 世纪古巴尔于人开始制作酸奶;公元前20 世纪古亚述人已会用葡萄酿酒(葡萄实际上沾有酵母)。公元前17 世纪古西班牙人曾用类似目前细菌浸取铜矿的方法获取铜。在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。荷兰人詹生(Z. Janssen)于1590 年制作了世界上最早的显微镜，其后1665 年英国的胡克(R. Hooke)也制作了显微镜，但都因放大倍数有限而无法观察到细菌和酵母。但胡克却观察到了霉菌，还观察到了植物切片中存在胞粒状物质，因而把它称为细胞(cell),此名称一直沿用至今。1676 年，荷兰人列文虎克(Leeuwen Hoe 幻用自磨的镜片制作显微镜，其放大倍数可近300 倍，并观察和描绘了杆菌、球菌、螺旋菌等微生物的图像，为人类进一步了解和研究微生物创造了条件.并为近代生物技术时期的降临做出了重大贡献。1838 年德国的施莱登(M一J. Schlwiden)和施旺(T. Schwan)共同ON 明了细胞是动植物的基本单位，因而成为细胞学的奠基人;1855 年微耳和R. Virchow 发现了新细胞是从原有细胞分离而形成的，即新细胞来自老细胞的事实;1858 年托劳贝(Trauhe)提出了发醉是靠酶的作用进行的概念;1859 年英国的达尔文《C. R. delvan)撰写了《物种起惊》一书，提出了以自然选择为基础的进化学说，并指出生命的基础是物质。自胡克从显微镜中观察到微生物到微生物学的诞生约经历了近200 年.受到人们思想观念、习惯势力、经济实力、生产方式等因素的制约。产业革命的浪潮当时还没卷入到食品、化工领域来。对发酵还习惯于作坊式生产。1866 年微生物学的莫基人，被称为微生物学之父的法国人巴斯德(L. Pasteur)以实验结果有力地摧毁了微生物的“自行发生论”。他首先证实了发酵是由微生物引起的，并建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础，使发酵技术纳人了科学的轨道。他提出了一种防止葡萄酒变酸的消毒法〔被称为巴斯德消毒法(Pasteurization),一般在60℃时维持一段时间以杀死食品、牛奶和饮料中的病原菌」;1857 年他明确地指出酒精是酵母细胞生命活动的产物，并在1863 年进一步指出所有的发酥都是微生物作用的结果，不同的微生物引起不同的发酵。1874 年丹麦人汉森(Hansan)在牛胃中提取了凝乳酶，1879 年发现了醋酸杆菌;1876 年德国的库尼(W. Kuhne)首创了"enzyme"一字，意即“在酵母中”;1881 年采用微生物生产乳酸; 1885 年开始用人工方法生产蘑菇;1897 年德国的毕希纳(E 一Buchner )发现被磨碎后的酵母细胞仍可进行酒精的发醉，并认为这是酶的作用，并于1907 年因此发现而获得诺贝尔化学奖，19 世纪末德国和法国一些城市开始用微生物处理污水. 细菌学的莫基人，德国的科赫(R. Koch)首先用染色法观察了细菌的形态;1881 年他与他的助手们发明了加人琼脂的固体培养基并利用它在平皿中以接种针醚上混合菌液在固体培养基表面上划线培养以获得单抱子菌落的方法，此方法一直被沿用至今，他的另一个杰出贡献是发现了结核菌，并因此获1905 年的诺贝尔生理学及医学奖.1914 年开始建立作为食品和饲料的酵母生产线;1915 年德国开发了面包酵母的生产线;1915 年
安徽科技学院·生命科学学院 孙玉军 生理生化教研室
绪论 目的与要求 让学生了解生物化学的发展简史，理解生物化学的含义、任务、主要内容及其在专业中的地位与作用，领会生物化学的学习方法，最重要的是要激发学生的学习兴趣，以利于后续课程的学习。 教学内容 1、生物化学的含义和主要研究内容。 2、生物化学的课程性质。 3、生物化学的发展史及其在各专业中的地位和作用。 4、生物化学在我国的发展史及其与各专业课之间的关系。 5、生物化学的学习方法。 重点内容 1、熟悉生物化学的含义、主要内容和生物化学发展史。 2、明确生物化学的地位和作用。 教学方法 课堂讲解。 一、生物化学的含义 生物化学是研究生物体（动物、植物、微生物）的化学组成、结构和功能，及其在生命活动中所进行的化学变化（即代谢反应）规律的一门科学，是生物学与化学相结合的基础学科。因此, 生物化学研究的对象不局限于哪种生物、哪类细胞、哪个器官或组织，而是以整个生物界所有生物细胞内所发生的各种化学事件，研究其生物化学特性，阐明这些事件的发生与消亡。它的研究对象具有普遍性和代表性。 二、生物化学的研究内容： (1)研究构成生物体的基本物质的化学组成、结构、理化性质、生物功能等，如 糖类化学、脂类化学、蛋白质化学、酶化学、核酸化学，这些内容称为静态生物化学。 (2)研究物质代谢的体内动态过程及在代谢过程中的能量转换及代谢调节规律， 如糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、核酸代谢及它们之间复杂的网络关系
等，这些内容称为动态生物化学。 (3)各种生物大分子的结构与其功能之间的关系——功能生物化学。 (4)DNA、RNA等遗传物质的复制与传递——生命的本质 三、生物化学的课程性质 从人类基因组测序完成，生命科学的发展已经进入后基因组时代，21世纪更是生物科学的世纪，它使人类活动和生活方式发生了深刻地变化，也给农业、轻工业、医药行业等带来了重大的革新。现代生物化学主要是在分子水平上研究生物体内各种物质分子的化学本质及其在生命活动过程中的化学变化规律。人类要了解各种生物的生长、生殖、生理、遗传、衰老、抗性、疾病、生命起源和演化等现象，都需要用生物化学的原理和方法进行探讨。因此，生物化学是各门生物学科的基础，特别是生理学、微生物学、遗传学、细胞学等传统学科的基础，在分子生物学、基因-蛋白质组学、生物信息学、结构生物学等新兴学科中占有特别重要的位置。 《生物化学》课程是我国高等农业院校生物学类和大多数非生物学类专业学生的学科基础课，是后继一系列重要课程（细胞学、蛋白质工程、基因工程等）的基础课，具有举足轻重的重要地位。 四、生物化学的地位和作用 1、生物化学在农业领域的地位与作用： （1）培育高产、优质、高抗性的作物品种 常规育种：授粉、杂交等需几代； 生化手段：利用生化的原理、方法，采用转基因技术，周期短。 光合作用和生物固氮。 （2）作物品种鉴定 常规：田间播种，观察植株形态，费时费力浪费土地资源。 生化：根据每个品种的种子有自己特定的电泳谱带直接鉴定。 （3）抗逆性鉴定 田间：逆境条件下观察形态变化。 实验室：观察细胞膜的脂质流动性和不饱和脂肪酸含量。 （4）提高农产品的附加值：
BC 1750The Sumerians brew beer. 500 The Chinese use moldy soybean curds as an antibiotic to treat boils. 250 The Greeks practice crop rotation to maximize soil fertility. 100 Powdered chrysanthemum is used in China as an insecticide. AD: Before the 20th Century 1590The microscope is invented by Janssen. 1663 Cells are first described by Hooke. 1675 Leeuwenhoek discovers protozoa and bacteria. 1797 Jenner inoculates a child with a viral vaccine to protect him from smallpox. 1802 The word "biology" first appears. 1824 Dutrochet discovers that tissue is composed of living cells. 1830 Proteins are discovered. 1833 The cell nucleus is discovered. The first enzymes are isolated. 1855The Escherichia coli bacterium is discovered. It later becomes a major research, development, and production tool for biotechnology. Pasteur begins working with yeast, eventually proving they are living organisms. 1863 Mendel, in his study of peas, discovers that traits were transmitted from parents to progeny by discrete, independent units, later called genes. His observations lay the groundwork for the field of genetics. 1869 Miescher discovers DNA in the sperm of trout. 1877 A technique for staining and identifying bacteria is developed by Koch. 1878 The first centrifuge is developed by Laval. The term "microbe" is first used. 1879 Flemming discovers chromatin, the rod-like structures inside the cell nucleus that later come
生物进化史 一、冥古宙（地球形成——38亿年前） 1.古地理 地球从46亿年前形成，从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需1亿年），出现原始的海洋、大气与陆地，但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌，在41亿年前到38亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星的轰击。冥古宙在38亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件。 因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的(已知的地球最古老的岩石位于北美地台盖层的艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层的杰克希尔斯部分)，所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来，因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。冥古宙的最后一个代对应为月球地质年代中的早雨海世，以月球的东海撞击事件为结束时间(约为38.4亿年)，这也是内太阳系的后期重轰击期的结束标志。 零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里，对锆石的研究发现，液态水必然已存在了有四十四亿年之久，非常接近地球形成的时刻。 2.气候 在形成地球的物质当中，曾经存在过大量的水。在地球的形成时期，其质量比现在的小，水分子也就更容易挣脱重力。据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变。 有理论认为，在地球的年轻时期，它的一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去的部分后来形成了月球。然而，在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时的组成成份却与完全融化的假设并不相符，事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。 岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温的易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外，尽管当时表面温度有230℃，但液态的海洋依然能够存在，这得益于CO2大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO2，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。 二、太古宙（38-25亿年前） 1.古地理 太古宙起始于内太阳系晚期重轰击期的结束，地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在。太古宙结束于25亿年前的大氧化事件，以甲烷为主的还原性的太古宙原始大气转变为氧气丰富的氧化性的元古宙大气，并导致了持续3亿年的地球第一个冰期——休伦冰期。 太古宙形成的地壳厚度还不大，同时尚未进行充分的分异过程。由于地壳厚度较小，幔源物质容易沿裂隙上行，常有大规模的超基性、基性断裂喷溢活动。此外，也有频繁的中酸性岩浆活动和火山活动。多次的岩浆活动、构造运动使岩石变质很深，再加上缺少生物化石，给恢复古地理面貌和沉积环境造成很大困难。 在当今大陆壳的范围内，长期处于活动不稳定状态，陆表海占绝对优势。在太古代中晚期，