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Durante esta fructífera etapa de la historia de la biotecnología tienen lugar numerosos descubrimientos científicos que empiezan a ordenar y sistematizar los conocimientos previos. Además, se descubre el fundamento científico de una gran variedad de fenómenos biológicos, sobre la base de la observación directa y la experimentación.
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Como ciencia, la biotecnología no se consideró hasta principios del siglo XX. Su fundador fue el científico francés, el microbiólogo Louis Pasteur, y el término fue acuñado por primera vez por el ingeniero húngaro Carl Ereki (1917)
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En 1923, el Dr. Thomas Kennedy Walker dio la bienvenida a los primeros estudiantes en su Departamento de Industrias de Fermentación, posiblemente el primero en su género, en lo que es ahora el Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Manchester.
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En 1940, los científicos lograron producir el primer antibiótico: la penicilina.
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