Đang tải... (xem toàn văn)
Tóm tắt nội dung 3320151Giới thiệu về Công nghệ sinh họcKhoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX•Các phát minh chủ yếu165519371938Robert HookeSchleiden Schwann18591865Học thuyết tiến hóa Quy luật di truyềnKhoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX• Các phát minh chủ yếu1860Vi sinh vật học và CNSH vi sinh vật1868Tìm ra DNAKhoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX• Các phát minh chủ yếuF. MiescherKhoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX• Phát minh nền tảng của thế kỷ XX195319101920Thuyết di truyền NST1999021997Nhân bản vô tính động vật (Animal cloning)Tế bào gốc soma (Somatic Stem Cell)26062000 Giải chuỗi ký tự (Sequencing) bộ gen người (Human enome Projet –HGP)Khoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX• Phát minh nền tảng của thế kỷ XXWilmut và Dolly3320152Khoa học công nghệ mũi nhọn của thế kỷ XX• Ứng dụng trong các cuộc cách mạng mới 1960: Cách mạng xanh tăng vọt sản lượng lúa 1970: Công nghệ di truyền phát triển dẫn đến cách mạng công nghệ sinh học.genomics, proteomics, bioethics,...
3/3/2015 Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Các phát minh chủ yếu 1655 Giới thiệu Công nghệ sinh học Robert Hooke 1937-1938 Schleiden Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Các phát minh chủ yếu Schwann Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Các phát minh chủ yếu 1859 1868 Tìm DNA Học thuyết tiến hóa F Miescher 1860 1865 Quy luật di truyền Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Phát minh tảng kỷ XX Vi sinh vật học CNSH vi sinh vật Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Phát minh tảng kỷ XX 02/1997 Nhân vô tính động vật 1910-1920 (Animal cloning) Thuyết di truyền NST Wilmut Dolly 1953 1999 Tế bào gốc soma (Somatic Stem Cell) 26/06/2000 Giải chuỗi ký tự (Sequencing) gen người (Human Genome Projet –HGP) 3/3/2015 Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Ứng dụng cách mạng - Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX • Mối liên quan với ngành khoa học công nghệ tương lai Công nghệ thông tin: 1960: Cách mạng xanh : tăng vọt sản lượng lúa 1970: Công nghệ di truyền phát triển dẫn đến cách mạng công nghệ sinh học genomics, proteomics, bioethics, biosafety • Cải thiện chất lượng sống - 1975: y sinh học phân tử tạo dòng gene, xác định gene bệnh, tạo protein tái tổ hợp (insulin, interferon,…), chế chết tế bào (apoptosis) - 1995: Y học gene (Genomic medecine) - Bioinformatics - Human computer interface - Biocomputer Công nghệ nano: Nanotechnology Công nghệ tự động - Intelligent systems and robotics: vật liệu kết nối não người computer - Biorobot • Những ý tưởng sáng tạo từ phía sinh học - Công nghệ nano: protein enzyme đơn vị siêu nhỏ - Công nghệ tự động: chế tạo hệ thống tự động hoàn hảo từ cấu trúc hoạt động tế bào - Công nghệ vật liệu: lotus effect, chất bám dính hệ thống chân thằn lằn Khoa học công nghệ mũi nhọn kỷ XX Công nghệ sinh học gì? • • Mối liên quan với ngành khoa học công nghệ tương lai Công nghệ sinh học : công nghệ sử dụng hệ thống sinh vật (thường vi sinh vật) tạo sản phẩm phục vụ cho mục tiêu sức khoẻ, xã hội kinh tế • Những ý tưởng sáng tạo từ phía sinh học • Bộ phận kinh tế tri thức • Công nghệ sinh học đánh giá công nghệ phát triển kỉ XXI công nghệ dẫn đến phát triển to lớn công nghệ sinh học công nghiệp thúc đẩy hội học tập • Sự phát triển sinh học phân tử mối liên hệ với kỹ thuật công nghệ kết nâng cao hiểu biết dùng tiến trình sinh học phục vụ lợi ích thương mại Công nghệ sinh học gì? Công nghệ sinh học gì? Các giai đoạn công nghệ sinh học Các lĩnh vực công nghệ sinh học CNSH truyền thống CNSH đại CNSH phân tử CNSH ??? • CNSH theo đối tượng nghiên cứu • CNSH theo lĩnh vực kinh tế xã hội Các lĩnh vực công nghệ sinh học - CNSH y học • CNSH theo đối tượng nghiên cứu - CNSH thực phẩm - CNSH phân tử - CNSH hóa học vật liệu - CNSH protein, enzyme - CNSH nông nghiệp - CNSH vi sinh vật - CNSH môi trường - CNSH thực vật - CNSH động vật 3/3/2015 Công nghệ sinh học gì? Công nghệ sinh học ? Ứng dụng công nghệ sinh học Phân tích chữa trị bệnh người, tăng cường sản xuất chất chữa trị • Công nghệ sinh học định nghĩa cách Phát triển tăng cường suất, phẩm chất giống trồng, vật nuôi chung sử dụng và/hoặc sản xuất sinh vật Phát triển tăng cuờng tiến trình quản lý côn trùng dịch bệnh Phát triển đầu dò cảm ứng sinh học (biosensors) nghiên cứu chất ô nhiễm môi trường (environmental pollutants) để phục vụ lợi ích cho người Phát triển trình xử lý chất thải phương pháp giải độc thực vật (phytoremediation) vùng ô nhiễm độc Sản xuất sinh vật biến đổi di truyền ứng dụng sản xuất dược liệu, tăng thành công di thực loài trồng, vật nuôi Công nghệ sinh học gì? • Trong thời gian dài, công nghệ sinh học xem tiến trình sử dụng tổ chức sống để sản xuất, cải tiến sản phẩm Công nghệ sinh học gì? • Khoảng thập kỷ trở lại đây, công nghệ sinh học trở thành ngành khoa học phát triển với tốc độ nhanh đạt thành tựu to lớn - Kể từ năm1960, phát triển nhanh chóng hiểu biết di truyền học - Người xưa dùng vi sinh vật phương pháp lên men tạo bánh mì, fromage, yogurt, rượu, bia, sinh học phân tử dẫn đến nhiều phát minh ứng dụng công nghệ sinh học - Những bí mật cấu trúc phân tử DNA hoạt động dẫn đến - Một hiểu biết ứng dụng rộng rãi công nghệ sinh học phát minh nhân gene công nghệ di truyền sản xuất kháng sinh Penicillin từ nấm Penicillium (A.Flemming, 1928) Năm 1940, - Thông tin di truyền chứa genes tìm nghiên cứu hoạt động Penicillin sản xuất rộng rãi quy mô công nghiệp thương mại hóa chúng từ phát triển nghiên cứu tổng hợp protein đặc biệt Công nghệ sinh học gì? - Escherichia coli (E coli),vi khuẩn sống dày trở thành sinh vật kiễu mẫu cho nghiên cứu công nghệ sinh học, nghiên cứu tổng hợp protein - Những kỹ thuật dùng nghiên cứu phát triển công nghệ sinh học bao gồm: (a) tách chiết gene mã hóa cho protein quan tâm, (b) cloning gene tế bào ký chủ thích hợp, (c) tăng cường thể gene cách dùng promoters mạnh hơn, cách điều kiện điều hoà biểu gene Công nghệ DNA tái tổ hợp (DNA recombinant technology) Công nghệ sinh học gì? • Thông qua công nghệ di truyền, người ta kết hợp nhiều nguồn DNA khác tiến trình gọi Kỹ thuật tái tổ hợp DNA (recombinant DNA technology) • Khoảng thập kỷ trước, công nghệ protein (protein engineering) trở thành hướng nghiên cứu đầy triển vọng nhờ phát triển dựa thành tựu công nghệ tái tổ hợp DNA • Công nghệ tái tổ hợp DNA tạo hàng ngàn ứng dụng tạo giống trồng kháng bệnh hại có suất chất lượng cao; vi sinh vật tái tổ hợp có khả phân hủy chất ô nhiễm môi trường (bioremediation) 3/3/2015 Công nghệ sinh học gì? • Dự án gen người (Human Genome Project ,HGP) Từ năm 80 đến đầu năm 90 người ta tạo sinh vật biến đổi di truyền GMO (genetically modified organism ) có vai trò quan • HGP hoàn thành vào năm 2003 kết hợp nhiều quốc gia (Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Pháp, Đức …) trọng sản xuất thực phẩm bò sữa, cừu , cà chua, khoai tây, thuốc Những thành tựu HGP vải • Việc chuyển gene mong muốn tạo nên sinh vật biến đổi gene (GMO) có khả chống chịu lại dịch bệnh, tăng suất chất lượng dinh dưỡng • Kỹ thuật tái tổ hợp công nghệ di truyền dẫn đến phóng thích sinh vật biến đổi gene vào môi trường Điều đòi hỏi phải có biện • • • • Xác định gần toàn 20,000-25,000 genes DNA người, Xác định chuỗi tỉ cặp base cấu thành chuỗi DNA người, Lưu giữ thông tin sở liệu, Nghiên cứu hoàn thiện thêm nhiều công cụ nghiên cứu, phân tích liệu • Chuyển kỹ thuật công nghệ có liên quan tổ chức sở tư nhân pháp kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo an toàn sinh học (biosafety) Những thành tựu HGP • Cho biết vị trí xác nhiễm sắc thể mã di truyền gene gen người tiến trình tế bào gene kiểm soát Những tính trạng màu tóc, màu mắt, chiều cao bệnh di truyền… • Định danh vẽ đồ vị trí gen nằm nhiễm sắc thể Hình Bản đồ gen Chromosome 13 & 21 với gene quy định bệnh di truyền CNSH khoa học bao gồm nhiều lĩnh vực Những lĩnh vực ứng dụng Công nghệ sinh học Công nghệ lên men • Lĩnh vực quan trọng công nghệ sinh học Phát triển rộng rãi với sản phẩm thuốc chữa bệnh, dung môi, protein … • Bên cạnh sản phẩm tạo ra, nghiên cứu nhằm thiết kế hệ thống lên men (bioreactor) đại hữu hiệu tối ưu hóa hệ thống lên men Cây CNSH : lĩnh vực khác tạo nên công nghệ sinh học 3/3/2015 Những lĩnh vực ứng dụng Công nghệ sinh học Những lĩnh vực ứng dụng Công nghệ sinh học Công nghệ enzyme Công nghệ sinh học môi trường Xúc tác phản ứng hóa học đặc hiệu, làm bất hoạt Ứng dụng công nghệ sinh học giải vấn đề kiểm soát ô enzyme tạo phân tử chuyển hóa Những sản phẩm tạo nhiễm, xử lý chất thải độc hại, khám phá kim loại nặng từ chất thải khai bao gồm L-amino acids, đường cao năng, penicillins bán tổng hợp, tinh bột khoáng, quặng mỏ phế phẩm từ khai thác quặng mỏ … cellulose thủy phân, etc Công nghệ xử lý chất thải Công nghệ tạo nguồn lượng Chuyển hóa, phân hủy chất thải đời sống hàng ngày sản xuất EX: Dùng lignocellulose tạo nguồn lượng thô không thông công nghiệp tái tạo nguồn nguyên liệu qua khai thác tự nhiên ethanol, methane, hydrogen, biofuel Công nghệ sinh học sử dụng kiến thức từ: - Hóa sinh (Biochemistry), - Di truyền học (Genetics), - Hóa học (Chemistry), - Vi sinh ứng dụng (Applied Microbiology), - Công nghệ trình hóa học (Chemical and Process Engineering), - Toán học (Mathematics) - Công nghệ máy tính (Computer Technology) Trên phần trích dẫn 10 trang đầu tài liệu hiển thị lỗi font, bạn muốn xem đầy đủ tài liệu gốc ấn vào nút Tải phía