生物技術的發展歷史和現狀

⑴ 生物學的發展歷程

1859年 Charles Darwin 出版《物種起源》：提出了「過度繁殖、生存競爭、自然選擇、適者生存」的進化論。書中的大量證據對相傳了幾個世紀的西洋文化和「科學」——宗教的看法發起了挑戰。該書首版發行的第一天就一售而空，達爾文也因此成為「英格蘭最危險的人物」。但正如達爾文的朋友兼工作夥伴T.H. Huxley所說：「不了解（書中的）這些觀點實在太愚蠢了。」
1865年基因時代的起點：Gregor Mendel 通過研究豌豆的遺傳特徵，總結出了至今仍適用於所有生物體的遺傳規律。遺憾的是，在其後的35年中孟德爾關於「遺傳因子」（基因）的發現都沒能得到其他科學家的認同。

1910年染色體學說提出：Thomas Hunt Morgan 通過著名的「果蠅實驗」證明並發展了孟德爾的遺傳學理論。他認為染色體是遺傳性狀傳遞機理的物質基礎，而基因是組成染色體的遺傳單位。基因的突變會導致生物體遺傳特性發生變化。摩爾根因此獲得了1933年諾貝爾醫學獎。

1941年「一個基因，一種酶」: George Beadle 和 Edward Tatum 發現,一個基因控制生成一種酶或蛋白質，他們因此獲得了1958年諾貝爾醫學獎。

1952年「攪拌機實驗」：Martha Chase 和 Alfred Hershey 使用普通的廚房器具將病毒的蛋白質外殼和內在DNA分離開，並證明了親代是通過DNA將遺傳特徵傳遞到子代的。Hershey 因此獲得了1969年諾貝爾獎。

1953年拆開雙螺旋：James Watson 和 Francis Crick 從理論上推論出DNA的分子結構—一種雙螺旋。他們在此之前並沒有做任何具體單一的試驗工作，而是直接向Nature雜志提交了一份報告。他們的推理得到了1962年諾貝爾獎醫學獎的肯定。

1967年破譯遺傳密碼：Har Khorana, Robert Holley 和 Marshall Nirenberg 因成功解釋DNA翻譯成蛋白質的機制而獲得了1968年諾貝爾醫學獎。

1968年： Stanley Cohen 通過研究微生物導致的疾病，認識到微生物攜帶的抗抗生素基因在質粒（一種染色體外的環狀DNA）上，並成功純化質粒，將其插入到其他的微生物細胞內，實現了抗葯性的轉導。

1970年限制性酶的發現：UCSF科學家 Herb Boyer 在研究抗生素的過程中發現，某些微生物能夠產生特異性的酶地切掉噬菌體的DNA。Herb Boyer分離出了「Big Dad」的限制性酶——EcoR1，在隨後的幾年，人們又發現了上百個限制性核酸內切酶能夠特異性地作用於DNA的特殊位點。早期的研究者 Hamilton Othanel Smith因分離出新的限制性內切酶HindII而獲得了1978年諾貝爾醫學獎。

1972年基因重組技術：Paul Berg 將SV40病毒和大腸桿菌DNA碎片的鈍性末端接合在一起，製造了重組的DNA。他與 Walter Gilbert 和 Fred Sanger 一起獲得了1980年諾貝爾醫學獎。

1972年「從腌牛肉到克隆」：Cohen 和 Boyer 一起研究一種方法將可以產生某種特異蛋白質的DNA片段插入微生物的質粒中，通過攪拌（發酵）促進微生物生長的同時生成需要的蛋白質——這就是生物技術工業化的基礎。

1974年第一個基因重組試驗：Stan Cohen, Annie Chang 和 Herb Boyer 將屬於青蛙的一段DNA成功放入大腸桿菌染色體中。從此，大腸桿菌就象生物實驗室中的實驗小鼠一樣，成為DNA重組試驗的經典素材。

1975年Asilomar會議： Paul Berg 組織發起一個國際性會議召集世界著名的100多位科學家一起交流對重組DNA技術的認識，並建立一個「指南」避免其他科學家重復無謂的研究。

1975年DNA測序的發展： 哈佛大學和劍橋大學的 Walter Gilbert 和 Allan Maxam 幾乎在同時發明兩種技術可以用來測量基因的最基本的序列。他們和 Paul Berg 一起獲得了1980 諾貝爾獎 。

1975年 Cesar Milstein，Georges Kohler 和 Niels Jerne 提出了抗體形成的「天然」選擇學說。即最初進入動物體內的抗原，有選擇性地與「天生」就存在於體內的「天然」抗體結合，然後一起進入細胞，並給細胞以一信號，是其產生更多的相同抗體。

1976年生物技術的突破：把細胞當作「廠房」來生產特定的激素和蛋白開始成為現實。29歲的矽谷冒險資本家 Robert Swanson 和 Herb Boyer 一起組建了Genentech 公司，目標是克隆人胰島素。該公司1980年10月14日上市。

1978年克隆成功人胰島素：Genentech的科學家用大腸桿菌克隆了人胰島素，並把該技術轉讓給Eli Lilly公司。1982年人胰島素成為FDA批准生產的第一種基因葯物。

1985年Genentech成為世界上第一個擁有自己的生物產品的生物技術公司，其產品ProTropin能給缺乏生長激素兒童和青少年提供生長激素。

1986年聚合酶鏈式反應(PCR)：Kary Mullis 利用一種熱穩定DNA聚合酶——Tap聚合酶，使DNA片段在幾小時內復制擴增了上百萬倍。雖然 Kary Mullis 在這項研究中所做的貢獻因為某些原因沒有得到科學界的承認，但是 Kary Mullis 終於憑著自己不懈的努力，發明人工合成DNA的「寡聚核苷酸定點誘變法」，最終獲得了1993年的諾貝爾化學獎。而發生在Hoffman-LaRoche和 Promega Biotech 兩者之間的PCR 技術和關鍵酶Taq 聚合酶的所有權之爭，直到1999年才告結束。

1989年人類基因組計劃的發起：該計劃的目的是在2005年以前完成人類100，000個基因的圖譜、序列，促進生物學研究的進步。計劃投入30億美元。

1990年首次使用基因療法：4歲的小女孩 Ashanti DiSilva 成為第一個接受基因療法的病人。William French Anderson 和NIH的同事在 Ashanti DiSilva 的T細胞中插入一個正常的 ADA 基因，將其注入她的血液系統。正常的T細胞以每月增長25%的速度生長，改善了她的免疫功能，Ashanti DiSilva 終於能象正常孩子一樣生活。

1994 年4月18日，美國FDA宣布 Calgene's FlavrSavr 公司的西紅柿——世界上第一個轉基因食物將被擺放在超市的貨架上售賣。FlavrSavr 公司整整花費了十二年時間和5.25億美元的研究投入,最終獲得了FDA的安全認證。但是,由於售價過高以及來自各方面的市場抵制，負債累累的 FlavrSavr 於1997年宣布破產。

1997年首個由成年動物細胞克隆的動物—— Dolly 誕生: 1997年2月，Ian Wilmut 及同僚宣布克隆羊Dolly誕生。Dolly是由一隻6歲大的成年綿羊的乳腺細胞在另一隻綿羊子宮內孕育而成的。

1996年基因晶元技術的產生：基因晶元無疑是基因表達和DNA測序技術的一個重大突破。一枚纖小的玻璃或硅制的微晶元，卻能包含成千上萬個獨立的、能同時進行檢測的基因。基因晶元技術從此成為製造業、探通術、成像技術和規模化分析測量的重要手段並帶動新興工業的發展。

1997年克隆鼠誕生：1997年10月3日，Dolly又增添了幾位克隆夥伴——Cumulina 及其22位同胞，其中包括通過「Honolulu「 技術進行核移植，由克隆鼠克隆而得的小鼠。它們的主人 Teruhiko Wakayama 認為，種種跡象表明，用成年哺乳動物肌肉細胞進行克隆，可以得到完整的新個體。

1997年第一個人類的人造染色體：科學家利用自然化合物合成了人造染色體——「基因盒子（Genetic cassette）」，以用於特定的基因治療。該染色體上的基因在細胞內可以持續復制和表達達6個月之久。

1998年5月與基因組計劃賽跑：J. Craig Venter 和 Perkin Elmer 合夥創建Celera 基因公司，其目的是要在比「人類基因組計劃」花費更少的經費投入和時間的前提下，提前繪制出人類的全部基因序列。該公司擁有強大的測序能力和僅次於五角大樓的計算能力。

1998年11月人類基因組計劃宣布將加快研究進度：DOE和NIH宣布新的5年目標是在2003年完成測序， 2001年實現基因草圖的繪制。

1998年11月，James Thompson 和 John Gearhart 領導的兩個研究小組分別成功地培養出了人胚胎幹細胞。科學雜志把胚胎幹細胞的研究列為1999年科技突破之一。這兩個小組的項研究都是由 Geron Corporation公司支持的。 [August 23, 2000: NIH Publishes Final Guidelines for Stem Cell Research]

1999年9月9日：Celera 宣布已完成果蠅的基因測序，並馬上開始人類基因組測序。有學者指出，Celera 將無法完成所有基因序列的檢測，而且也不會將研究成果公布於眾。但是還沒有證據可以證明這種說法。Science 雜志有全文報道。

2000年6月26日,人類基因組計劃的完成：它將給科學家免費提供90%以上的基因圖譜，雖然其中難免有遺漏和錯誤，但是這高質量的基因序列表將幫助人類了解遺傳疾病的發生原理和機制，以尋求新的治療途徑。

2001年2月15/16日，人類基因組初步分析結果發表：HGP和Celera科學家們分別將他們的初步分析結果發表在2月15日的Nature和2月16日的Science上。

⑵ 中國生物技術現狀

前，我國生物技術已廣泛用於農業、醫葯、環保、輕化工等重要領域，為生物技術創新和產業化奠定了良好基礎。生物技術與產業已經開始從跟蹤仿製到自主創新的轉變；從實驗室探索到產業化的轉變；從單項技術突破到整體協調發展的轉變。中國生物科技發展中心主任王宏廣說，我國生物技術在讓企業積極參與產業化的同時，還要加強有獨立知識產權成果的創新。努力培養技術、管理人才，建立產品標准化體系，組建相關行業協會，規范市場秩序。

我國生物技術產業通過20多年的發展已經初具規模，北京、上海、廣州、深圳等地已建立了20多個生物技術園區。目前，涉及現代生物技術的企業約500家，從業人員超過5萬人，其中涉及醫葯生物技術的企業300多家，涉及農業生物技術的企業200多家。

人均壽命從1949年35歲增長到1996年70.8歲生物技術功不可沒

據新華社北京19日電記者楊維漢報道科技部有關負責人近日表示，我國生物技術要積極穩妥地促進產業化，努力使生物技術產業成為新的經濟增長點。正在召開的"新世紀生命科學論壇"上，科技部有關人士介紹，我國將通過生物技術重點領域和關鍵技術的發展，進一步發展生物高科技，培育生物新產業，力爭使生物技術產業成為我國新的經濟增長點和支柱產業之一。

水平在發展中國家領先

據新華社北京19日電記者楊維漢報道經過近20年的發展，我國生物技術總體水平在發展中國家處於領先地位，為經濟建設和社會發展作出了重要貢獻。

我國生物技術基礎研究不斷取得突破，為生物技術創新和產業化奠定了良好基礎。中國作為惟一的發展中國家成員參與國際人類基因組計劃，完成了1％測序工作；中國科學家獨立完成了雜交水稻父本9311（秈稻）的基因組序列草圖；在國際上首次定位和克隆了神經性高頻耳聾基因、乳光牙本質Ⅱ型、汗孔角化症等遺傳病的致病基因。醫葯生物技術為提高人民平均壽命和健康水平發揮了重要作用。中國人均壽命從1949年的35歲增長到1996年的70．8歲，生物技術功不可沒。近年來，中國醫葯生物技術發展明顯加快，進入臨床研究的生物醫葯已達150多個，有基因工程干擾素等21種生物技術葯物投入生產．

為農民增收做出了貢獻

我國農業生物技術成就顯著

⑶ 生物技術的現狀及展望

農業生物技術與生物安全的現狀及對策(二)

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[發布時間:20040723]
[來源:中國作物種質資源信息網 中國科學技術信息研究所加工整理]

3.生物安全的現狀及對策

3.1 農業類LMOs及其產品的類型

3.1.1 農業類LMOs的類型

* 轉基因作物：如轉基因玉米、大豆、棉花、油菜、小麥、煙草、木……；

* 轉基因畜禽：如轉基因或克隆牛、羊、豬、禽、魚……；

* 轉基因生物農葯：是指採用生物工程手段研製新型的遺傳工程微生物農葯，其優勢是可以克服當前野生菌制劑效果不持久、防治對象單一等方面缺點。

* 轉基因生物肥料：是指採用重組技術構建高效固氮、高效利用碳素、根表競爭力等類型的工程菌株。

* 新型疫菌：是指基因工程亞單位疫菌、病毒和細菌活載體疫菌、基因缺失重組疫菌以及核酸疫菌和食用疫苗。

3.1.2 農業類LMOs的產品

*食物：糧、油、果、菜、肉、蛋、奶、魚等

*嗜物：煙、糖、酒、茶等

*衣物：棉、毛、絲、麻等

*用物：各種木製品及其它相關用品

3.2 生物安全的現狀

1999年2月14-21日在哥倫比亞的卡塔赫納召開的「生物安全特設工作組第六次會議」及隨後於2月22-24日在卡塔赫納召開的「生物多樣性公約締約國首次特別大會上」關於生物安全協定書的簽署問題的爭論達到白熾化，以美國以首的邁阿密集團.....

3.3 我國在生物安全談判中所持立場的背景

從目前看，在國際生物安全議協定的談判及其以後的簽署，其基礎應該是科學，但在目前所有科學證據還難以正確評價LMOs及其產品的風險范圍和程度的今天，其爭論的焦點是貿易，因此正確地分析我國各個方面的情況，有利於我國在談判時掌握為有理、有利、有節的方針。

3.3.1 我國生物技術的總體水平
國內有關專家對我國農業技術研究總體水平的評價是：與西方先進國家相比還有較大的差距，在亞洲屬先進水平，在第三世界中居領先地位。

3.3.2 我國生物技術產業現狀與展望

從目前看，我國的LMOs及其產品還不足以出口，從長遠看，可以向第三世界出口的主要有畜禽疫苗、農作物轉基因種子等，但同時仍必須從發達國家進口LMOs及其產品，其中以產品為主，進出口總量中LMOs可能處於基本平衡，而其產品則進口大於出口。

3.3.3 我國目前及未來農產品進出口分析

建國以來，我國農業迅速發展，不僅農業發展速度超過了人口增長速度，使我國人均佔有糧食由建國初的250公斤增加到1984年的394公斤，1984年以後有所回落，也仍保持在370-39公斤之間。但是隨著人們生活水平的不斷提高，其需求越來越大，例如50年代我國人均佔有糧食250-300公斤，仍是純出口國，而以後的40年中盡管人均佔有糧食不斷增加，但除1985、1986、1992三年外均處於糧食的純進口國，其中60-70年代進口數量為500萬噸左右，從1978年首次突破1000萬噸後；80-90年代初一直在1000-1500萬噸左右；1995年以後，我國農業發展勢頭良好，但是仍不斷滿足人們需求膨脹的勢頭。因此，1995年我國主要農產品糧、棉、油、糖的純進口均達到較高水平，其中糧食、油料為歷史進口最高水平，棉花除1980年、糖料除1988年外也是最高水平，即四項主要農產品分別達到2000萬噸、70萬噸、300噸、250噸以上，隨後幾年來一直圍繞著這一較高水平上下浮動。

展望21世紀，到2030年我國人口將至16億高峰，考慮到我國耕地仍在減少，水資源嚴重匱乏，生態環境日益惡化，人們需求繼續膨脹，按30年農業生產較快的速度發展，我國農產品仍有較大缺口，其中糧、棉、油、糖後進口量至少較目前水平要高出1倍以上，其中糧食將達5000萬噸左右。

至於其餘農產品，肉、蛋、奶、魚、果、菜，我國可以基本滿足，但其中優質產品仍有一定量的進口，例如目前優質肉牛每年進口2000-3000噸，但數量有限，影響不大。

另外，值得提及是木材，我國目前進口量約佔用材總量的20%，隨著我國生態環境建設規劃的實施，木材進口將有增無減，這是一個不可忽視的另一個重要方面。

3.3.4 關於生物安全的對策和建議

從目前國際生物安全議定書談判的各個利益集團的態度來看，對農業生物技術產生的LMOs，各國基本上承認應該知情通知，但其焦點主要是否包括其產品，考慮到LMOs及其產品對生物多樣性、人體健康、生態環境的影響，還應考慮多民族風俗和宗教文化的社會影響，我們應力爭把LMOs及其產品全部包括進來。

在LMOs的產品問題上，發達國家與發展中國家分歧較大，從事實上看，我國的LMOs的產品出口量不大，而進口量會較大，並且我國唯一可較大出口的LMOs的產品是轉基因煙草的產品――煙葉的出口，首先遭到歐美堅決拒絕，以至於我國目前已不承認有轉基因煙草有生產種植面積，事實上我國1996-1997年約有100餘萬公頃的面積，號稱世界上當時最大的轉基因群落。
綜上所述，我國應力爭要把產品包括進去，退一步講，也要把直接入口的食物、飼料、嗜物納入知情通知的范圍，而把其餘的赦免，最後一步實在不行，也要在談判中堅持在國際貿易中採用標簽的方法，明示產品來源。（完）

⑷ 生物技術專業的發展狀況

生物技術是全球發展最快的高技術之一。70年代發明了重組DNA技術和雜交瘤技術；80年代建立了細胞大規模培養轉基因技術，現代生物技術（基因工程）制葯始於八十年代初，特別是發明了PCR技術，使現代生物技術的發展突飛猛進，90年代，隨著人類基因組計劃以及重要農作物和微生物基因組計劃的實施和信息技術的滲入，相繼發展起了功能基因組學，生物信息學，組合化學，生物晶元技術以及一系列的自動化分析測試和葯物篩選技術和裝備。各種新興的生物技術已被廣泛地應用於醫療，農業，生物加工，資源開發利用，環境保護，並對制葯等產業的發展產生了深刻的影響。
生物技術的發展經歷了傳統生物技術和現代生物技術發展的兩個階段，發酵工程，其中基因工程為核心技術。由於生物技術將會為解決人類面臨的重大問題如糧食、健康、環境、能源等開辟廣闊的前景，它與計算機微電子技術、新材料、新能源、航天技術等被列為高科技，被認為是21世紀科學技術的核心。目前生物技術最活躍的應用領域是生物醫葯行業，生物制葯（常指基因重組葯物）被投資者看作為成長性最高的產業之一。世界各大醫葯企業瞄準目標，紛紛投入巨額資金，開發生物葯品，展開了面向21世紀的空前激烈競爭。

⑸ 生物學有哪些發展歷程

「生物學」一詞是由法國博物學家拉馬克和德國博物學家特來維拉納斯於1802年分別提出的。經過近200年的發展，生物學經歷了一個從形態到結構、從現象到本質、從定性到定量、從簡單到復雜的發展過程，而形成了一個具有多層次、多分支、多學科，系統而完整的科學體系。

現代生物學在不同層次（分子、細胞、個體和群體）上研究一切生物體的結構、功能、發生和發展的規律，及其與環境間的相互關系。生物學的研究，其目的在於闡明生命的本質，有效地控制生命活動和能動地加以改造、利用，使之為人類服務。由於生命科學的發展，特別是分子生物學、細胞遺傳學、生物化學等基礎研究，使生物學結束了描述階段，而進入了模擬和試驗技術的發展階段，以幫助我們理解最基本的生命過程，在現代技術設備條件下，生物學取得了許多重大突破，從而為生物技術的發展奠定了堅實的基礎。生物技術的發展，又推進了生命科學基礎研究的進程，使生命科學從單純說明和利用自然，躍上了改造和創造生命物質的新階段。

生物工程的發展

（1）創建發酵原理：微生物學奠基人巴斯德在1857年提出的「在化學上不同的發酵是由生理上不同的生物所引起的」重要論斷，為發酵技術的發展提供了堅實的理論基礎；

（2）發明純種培養技術：1881年，德國細菌學家科赫發明了營養明膠上劃線以分離細菌純種的方法，後在助手夫人的建議下改用更實用的瓊脂來取代明膠，有力地推動了純種分離技術的發展；1882年，丹麥的漢遜純化了酵母菌，並把它廣泛應用於釀酒行業上；

（3）發現酶及其催化功能：1897年，德國化學家布赫納用磨碎酵母菌的細胞汁對葡萄糖進行酒精發酵獲得成功，並由此開創了微生物生物化學和酶學研究的新紀元。

（4）建立深層通氣培養技術：1942年，由於第二次世界大戰中救護傷員的迫切需要，推動了青黴素深層液體發酵技術的發展，並導致在發酵工程中建立具有革命性和普遍意義的生物反應器技術；

（5）體外基因重組技術的問世：1973年，美國斯坦福大學醫學院的科恩等人和舊金山大學醫學院的博耶等人將大腸桿菌中兩種不同特性的質粒片段用內切酶和連接酶進行剪切和拼接，獲得了第一個重組質粒，然後通過轉化技術將它引入大腸桿菌細胞中進行復制，並發現它能表達原先兩個親本質粒的遺傳信息，從而開創了遺傳工程的新紀元；

（6）固定化酶和固定化細胞技術的出現：日本的千畑一郎等於1969年首先將固定化氨基醯化酶應用於DL氨基酸的拆分工作，1973年，他又進一步利用固定化細胞連續生產L天冬氨酸，開創了固定化酶和固定化細胞工業應用的新局面；

（7）細胞和原生質體融合技術的建立：1962年，日本的岡田善雄利用仙台病毒的促融作用，首次誘導了艾氏腹水瘤細胞的融合，1974年，高國楠利用OEG（聚乙二醇）完成了植物細胞原生質體融合的實驗，1979年，生達利用操作簡便、快速和無毒的電脈沖技術完成了植物細胞原生質體的融合，從此，這類新興的細胞融合技術就在動、植物和各種微生物新種的培育過程中發揮著越來越重要的作用。

⑹ 生物工程的發展歷史是怎樣的

（1）創建發酵原理：微生物學奠基人巴斯德在1857年提出的「在化學上不同的發酵是由生理上不同的生物所引起的」重要論斷，為發酵技術的發展提供了堅實的理論基礎；

（2）發明純種培養技術：1881年，德國細菌學家科赫發明了營養明膠上劃線以分離細菌純種的方法，後在助手夫人的建議下改用更實用的瓊脂來取代明膠，有力地推動了純種分離技術的發展；1882年，丹麥的漢遜純化了酵母菌，並把它廣泛應用於釀酒行業上；

（3）發現酶及其催化功能：1897年，德國化學家布赫納用磨碎酵母菌的細胞汁對葡萄糖進行酒精發酵獲得成功，並由此開創了微生物生物化學和酶學研究的新紀元。

（4）建立深層通氣培養技術：1942年，由於第二次世界大戰中救護傷員的迫切需要，推動了青黴素深層液體發酵技術的發展，並導致在發酵工程中建立具有革命性和普遍意義的生物反應器技術；

（5）體外基因重組技術的問世：1973年，美國斯坦福大學醫學院的科恩等人和舊金山大學醫學院的博耶等人將大腸桿菌中兩種不同特性的質粒片段用內切酶和連接酶進行剪切和拼接，獲得了第一個重組質粒，然後通過轉化技術將它引入大腸桿菌細胞中進行復制，並發現它能表達原先兩個親本質粒的遺傳信息，從而開創了遺傳工程的新紀元；

（6）固定化酶和固定化細胞技術的出現：日本的千畑一郎等於1969年首先將固定化氨基醯化酶應用於DL氨基酸的拆分工作，1973年，他又進一步利用固定化細胞連續生產L天冬氨酸，開創了固定化酶和固定化細胞工業應用的新局面；

（7）細胞和原生質體融合技術的建立：1962年，日本的岡田善雄利用仙台病毒的促融作用，首次誘導了艾氏腹水瘤細胞的融合，1974年，高國楠利用OEG（聚乙二醇）完成了植物細胞原生質體融合的實驗，1979年，生達利用操作簡便、快速和無毒的電脈沖技術完成了植物細胞原生質體的融合，從此，這類新興的細胞融合技術就在動、植物和各種微生物新種的培育過程中發揮著越來越重要的作用。

⑺ 生物技術的發展歷史有哪4個階段

1、細胞培養技術。
2、細胞核移植技術。
3、細胞融合技術。