生物学的发展历程有哪些?
现代生物学研究所有生物在不同层次(分子、细胞、个体和群体)的结构、功能、发生和发展,以及它们与环境的关系。生物学研究的目的是阐明生命的本质,有效地控制生命活动并积极地改造和利用它们为人类服务。由于生命科学的发展,特别是分子生物学、细胞遗传学和生物化学的基础研究,生物学已经结束了描述阶段,进入了模拟和实验技术的发展阶段,帮助我们了解最基本的生命过程。在现代技术和设备条件下,生物学取得了许多重大突破,从而为生物技术的发展奠定了坚实的基础。生物技术的发展推动了生命科学基础研究的进程,使生命科学从单纯的解释和利用自然飞跃到改造和创造生命物质的新阶段。
生物工程的发展
(1)发酵原理的确立:微生物学的创始人巴斯德在1857中提出了“化学上不同的发酵是由生理上不同的生物引起的”这一重要论断,为发酵技术的发展提供了坚实的理论基础;
(2)发明纯种培养技术:1881年,德国细菌学家科赫发明了划线营养明胶分离细菌纯种的方法,后在其助手妻子的建议下用更实用的琼脂代替明胶,有效地促进了纯种分离技术的发展;1882年,丹麦的汉森提纯了酵母,并广泛应用于酿酒工业。
(3)酶及其催化作用的发现:1897年,德国化学家布赫纳用磨碎的酵母的细胞液成功地将葡萄糖酒精发酵,从而开创了微生物生物化学和酶学研究的新纪元。
(4)深层曝气培养技术的建立:1942年,由于二战中抢救伤员的迫切需要,推动了青霉素深层液体发酵技术的发展,导致发酵工程中革命性的、普适性的生物反应器技术的建立;
(5)体外基因重组技术的问世:1973年,斯坦福大学医学院的Cohen等人和旧金山大学医学院的Boyer等人在大肠杆菌中剪切拼接了两个不同特性的质粒片段,获得了第一个重组质粒,然后通过转化技术将其导入大肠杆菌细胞进行复制,发现它可以表达原来两个亲本颗粒的遗传信息,从而开创了基因工程的新时代;
(6)固定化酶和固定化细胞技术的出现:日本千寻一郎在1969中首次将固定化氨基酰化酶应用于DL氨基酸的分离,在1973中进一步利用固定化细胞连续生产L-天冬氨酸,开创了固定化酶和固定化细胞工业化应用的新局面;
(7)细胞和原生质体融合技术的建立:1962年日本利用仙台病毒首次诱导艾氏腹水瘤细胞融合,1974年高利用(聚乙二醇)完成植物细胞原生质体融合实验,1979年盛达利用简单、快速、无毒的电脉冲技术融合植物细胞原生质体。此后,这种新的细胞融合技术在动物、植物和各种微生物新物种的培育中发挥了越来越重要的作用。