Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương - Chương 1: Lịch sử phát triển Công Nghệ Sinh Học - Ninh Thị Thảo

CÔNG NGHỆ SINH HỌC 
ĐẠI CƯƠNG 
BM CNSH-TV 1 
LIÊN HỆ 
Giảng Viên: Th.S Ninh Thị Thảo 
Bộ môn CNSH Thực Vật; Khoa CNSH 
• Địa chỉ: Phòng 208, giảng đường B 
• Điện thoại: 0969344280 
Email: ninhthao85@gmail.com 
BM CNSH-TV 2 
ĐÁNH GIÁ 
• Điểm chuyên cần: 10% 
 (điểm danh) 
• Điểm giữa kỳ: 30% 
 (kiểm tra giữa kỳ 30’) 
 Thi cuối kỳ: 60% 
 (thi trắc nghiệm 45 phút) 
BM CNSH-TV 3 
NỘI DUNG 
• Chương I: Lịch sử phát triển Công Nghệ Sinh Học (2 tiết) 
• Chương II: Các kỹ thuật nền của CNSH hiện đại (9 tiết) 
• Chương III: Các phương pháp và ứng dụng của CNSH thực vật 
(8 tiết) 
• Chương IV: Các phương pháp và ứng dụng của CNSH động 
vật, người và y sinh (8 tiết) 
• Chương V: Các phương pháp và ứng dụng của CNSH vi sinh 
vật và môi trường (3 tiết) 
• Chương VI. Sở hữu trí tuệ và an toàn sinh học trong CNSH (0 
tiết) 
BM CNSH-TV 4 
Tài Liệu Tham Khảo 
• Giáo trình CNSH nông nghiệp, Nguyễn 
Quang Thạch chủ biên. 
• Bài giảng ppt 
• Mạng internet 
BM CNSH-TV 5 
Chương 1: 
Lịch sử phát triển Công Nghệ Sinh Học 
• Những khái niệm về CNSH 
• CNSH truyền thống, CNSH cận đại 
• CNSH hiện đại (CNSH phân tử) 
• Đối tượng, mục tiêu nghiên cứu của CNSH 
BM CNSH-TV 6 
Các cuộc cách mạng công nghệ trên thế giới 
BM CNSH-TV 7 
 BM CNSH-TV 8 
CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÀ GÌ? 
BM CNSH-TV 9 
Định nghĩa CNSH 
• 1919: Karoly Ereky: “Sản phẩm 
được sản xuất ra từ các nguyên 
liệu thô với sự giúp đỡ của các 
vật chất sống” 
• 1992, Công ước đa dạng sinh 
học : bất kỳ ứng dụng công 
nghệ sử dụng các hệ thống sinh 
vật, các cơ thể sống hoặc bắt 
nguồn từ đó để tạo mới hoặc 
biến đổi sản phẩm hoặc một quá 
trình. 
• Chấp nhận bởi 168 nước, + FAO 
+ WHO 
BM CNSH-TV 10 
DEFINITIONS 
BM CNSH-TV 11 
Biotechnology là các công cụ 
Sử dụng các quá trình sinh học 
và phân tử 
Nhằm giải quyết những vấn 
đề hoặc tạo ra các sản 
phẩm có ích 
BM CNSH-TV 12 
Biology + chemistry + engineering 
BM CNSH-TV 13 
 Sơ lược lịch sử phát triển 
BM CNSH-TV 14 
Một số mốc quan trọng trong sự 
phát triển của CNSH 
CNSH truyền thống (CNSH Thế hệ 1) (từ 1750 BC) 
• Thuần hóa cây trồng, vật nuôi 
• Các sản phẩm lên men (sữa chua, 
phomat,  
• Sản xuất rượu, bia (Saccaromyces 
cerevisieae; Actinomyces, Leuconostoc) 
BM CNSH-TV 15 
CNSH cận đại(CNSH Thế hệ 2)(từ 1863) 
• Chọn tạo giống cây trồng, vật nuôi 
• Sản xuất vaxcin, kháng thể, kháng sinh 
• Công nghệ tế bào: nhân giống cây trồng, 
vật nuôi 
BM CNSH-TV 16 
CNSH hiện đại (CNSH Thế hệ 3)(từ 1972) 
• Genetic engineering 
• Recomninant DNA technology 
• Gene technology 
• Modern biotechnology 
BM CNSH-TV 17 
Một số mốc phát triển của CNSH 
Biotechnology Timeline 
8000-4000 B.C.E. 
 Loài người thuần hóa 
 cây trồng, vật nuôi 
 Khoai tây được trồng lần 
 đầu tiên làm thực phẩm 
BM CNSH-TV 18 
2000 B.C.E. 
Biotechnology được sử dụng trong làm 
bánh mỳ, lên men bia sử dụng nấm men 
 (Egypt). 
 Sản xuất cheese, lên men 
 rượu(Sumeria, China, Egypt). 
BM CNSH-TV 19 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
 500 B.C.E. 
Chất kháng sinh đầu tiên: đậu phụ được dùng để trị ung 
nhọt (China). 
BM CNSH-TV 20 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
 100 B.C.E. 
 Thuốc diệt côn trùng 
 đầu tiên: bột hoa cúc 
 (China) 
BM CNSH-TV 21 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
• Sinh học kính hiển vi bắt 
đầu năm 1665 
• Robert Hooke (1635-1703) 
phát hiện sinh vật được 
cấu tạo từ các tế bào 
(1965). 
• Matthias Schleiden (1804-
1881) and Theodor 
Schwann (1810-1882); 
Rudolf Virchow với các 
nghiên cứu về tế bào 
những năm 1830s 
• Robert 
Hooke 
• Theodor 
Schwann 
• Matthias 
Schleiden 
Rudolf 
Virchow 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
 1830-1833 
 1830 Phát hiện Proteins 
 1833 Phát hiện và Phân lập 
 enzyme 
BM CNSH-TV 23 
Model of a 5-peptide protein. 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
 Miasma Theory 
1857 
 Louis Pasteur; vi khuẩn 
 là nguyên nhân gây ra sự 
 lên men. Sau đó ông đã 
 thực hiện thí nghiệm chứng 
 minh “germ theory of disease”. 
BM CNSH-TV 24 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1859 
 Charles Darwin xuất bản 
 “theory of evolution by 
 natural selection”. 
BM CNSH-TV 25 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
• 1865: Gregor Mendel 
phát hiện các qui luật di 
truyền cơ bản ở cây 
đậu. 
• 1869: Johann Friedrich 
Miescher phát hiện DNA 
và đặt tên là nuclein. 
Mendel: The Father of Genetics 
Johann Miescher 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1941- 1 gene-enzyme, Beadle & Tatum 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1944- DNA là vật chất di truyền ( Avery, Mcleod& McCarty) 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1953- cấu trúc của DNA; Watson, Crick, Franklin, Wilkins 
 1955 
Frederick Sanger phát hiện 
 trình tự amino acid của insulin . 
 1982 Insulin được sản xuất 
nhờ biến đổi di truyền vi sinh vật. 
BM CNSH-TV 30 
3D model of insulin 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1958 
● DNA được tổng hợp nhân tạo trong ống nghiệm 
lần đầu tiên 
● Phát hiện hồng cầu 
Lưỡi liềm do đột biến 
 1 amino acid. 
BM CNSH-TV 31 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1966 
Phát hiện mã di truyền của DNA 
Three scientists shared the 1968 Nobel Prize in Physiology or Medicine 
for the discovery. 
BM CNSH-TV 32 
 Marshall Nirenberg Robert Holley Har Gobind Khorana 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1971 
● Hoàn tất tổng hợp gen nhân tạo. 
● Phát hiện restriction enzymes, mở đường cho 
kỹ thuật tách và nhân dòng gen. 
BM CNSH-TV 33 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
 1973 
 Stanley Cohen and Herbert Boyer hoàn thiện kỹ thuật di 
truyền sử dụng RE để cắt và nối DNA . 
 (1977 sees the first expression of a human gene in bacteria.) 
BM CNSH-TV 34 
Stanley Cohen Herbert Boyer and a recombinant bacterium 
Cohen won a Nobel Prize in 1986 for an unrelated discovery! 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1975 
Georges Kohler and Cesar Milstein 
Sản xuất kháng thể đơn dòng 
They shared the 
1984 Nobel Prize in Physiology or 
Medicine with Neils Jerne. 
BM CNSH-TV 35 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1981 
 Động vật chuyển gen đầu 
 tiên (mice). 
Bản quyền được cấp lần đầu tiên cho vi khuẩn biến đổi 
gen có khả năng phân giải dầu thô . 
BM CNSH-TV 36 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1983 
Phát minh kỹ thuật PCR để nhân bản DNA . 
Kary Mullis, who was born in Lenoir, N.C., 
wins the 1993 Nobel Prize in Chemistry 
for the discovery. He became interested 
in science as a child when he received 
a chemistry set for Christmas. 
BM CNSH-TV 37 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1986 
Vacxin tái tổ hợp đầu tiên đuợc 
 dùng cho người : hepatitis B. 
 Sản xuất interferon dùng trong trị 
 bệnh ung thư. 
BM CNSH-TV 38 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1987 
 Thử nghiệm đồng ruộng cây 
 cà chua kháng virus 
1994 Cà chua biến đổi gen được bán tại Mỹ lần đầu 
tiên 
BM CNSH-TV 39 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1990 
The Human Genome Project — nỗ lực quốc tế để lập 
bản đồ toàn bộ gen người được khởi động . 
2002 Công bố bản nháp đầu tiên 
BM CNSH-TV 40 
Francis Collins, M.D., Ph.D. 
Director, Human Genome Project 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1997 
Nhân bản vô tính thành công cừu Dolly từ tế bào trưởng thành. 
BM CNSH-TV 41 
 Dolly (1996-2003) as an adult Dolly and her surrogate mother 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
1998 
Dòng tế bào gốc phôi người được thiết lập . 
BM CNSH-TV 42 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
2003 
The SARS (severe acute respiratory 
syndrome) virus được đọc trình tự 3 tuần sau khi được 
phát hiện . 
BM CNSH-TV 43 
SARS, which began in China, 
spreads quickly — and spreads 
fear throughout the Far East and 
the world. The last reported cases 
occurred in 2004 and resulted 
from laboratory-acquired 
infections. 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
2004 
 Nhân bản vô tính 
mèo thành công . 
 She is called CopyCat 
(or Cc for short). 
BM CNSH-TV 44 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
2006 
Vaxcin tái tổ hợp chống lại 
human papillomavirus 
(HPV) được đưa vào sử dụng. 
The virus causes genital warts 
and can cause cervical cancer. 
BM CNSH-TV 45 
CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH 
Sự phát triển của cây CNSH 
BM CNSH-TV 46 
 BM CNSH-TV 47 
Sự phát triển của cây CNSH 
Đối tượng, mục tiêu 
nghiên cứu của CNSH 
BM CNSH-TV 48 
Phân loại Công nghệ sinh học 
Xét về các tác nhân sinh học tham gia vào 
quá trình CNSH: 
•CNSH thực vật (Plant Biotechnology) 
•CNSH động vật (Animal Biotechnology) 
•CNSH vi sinh vật (Microbial Biotechnology) 
•CNSH enzyme hay công nghệ enzyme (Enzyme 
Biotechnology) 
BM CNSH-TV 49 
Dựa trên các đối tượng phục vụ: 
• CNSH nông nghiệp 
• CNSH y tế 
• CNSH môi trường 
• CNSH năng lượng 
• CNSH vật liệu 
• CNSH chế biến thực phẩm 
• CNSH hoá học... 
Phân loại Công nghệ sinh học 
BM CNSH-TV 50 
C¸c lÜnh vùc cña c«ng nghÖ sinh häc trong nông nghiệp 
BM CNSH-TV 51 
Các ứng dụng của CNSHNN 
BM CNSH-TV 52 
Tại sao cần đến CNSH ??? 
• An ninh lương thực: 
• Tăng năng suất, sản lượng với diện tích đang 
bị giảm 
• Tăng chất lượng thực phẩm 
• Tăng tính cạnh tranh trong bối cảnh 
kinh tế toàn cầu 
BM CNSH-TV 53 
CNSH có thể mang lại những lợi ích gì? 
• Sản lượng được tăng lên $$$$$$ 
• Lãi nhiều hơn/ đơn vị đầu tư $$$$$$ 
• Giảm thuốc trừ sâu 
• Các lợi ích xã hội: sức khỏe, thời gian, 
giá thực phẩm 
BM CNSH-TV 54 
Economy 
Social 
acceptability 
Ecology 
Sustainability 
Tính bền vững 
BM CNSH-TV 55