现代生物技术ppt课件

生物质能源的优势
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
酶的分离纯化
通过超滤、凝胶电泳、亲和层析等方法从生物体中分离纯化酶。
酶的固定化
将酶固定在载体上，提高酶的稳定性、重复利用性和催化效率。
利用生物体的代谢活动，将原料转化为目标产物， 如利用微生物发酵生产酒精、酵母等。
生物催化与转化的优势
高选择性、高催化活性、条件温和、环境友好等。
工业废弃物的生物处理
生物降解
利用微生物的代谢活动，将有机废弃物分解为无害物质，如利用 细菌处理含油废水、利用真菌处理木质纤维素废弃物等。
生物吸附
利用生物体表面的活性基团，吸附废水中的重金属离子、有机污染 物等，如利用藻类吸附废水中的铅、汞等重金属。
基因诊断
利用基因工程技术检测和分析特 定基因或突变，用于遗传性疾病
的诊断和预防。
细胞工程
03
细胞培养技术
原代细胞培养
从机体直接取得细胞进行培养，如皮 肤成纤维细胞、骨髓细胞等。
传代细胞培养
将原代细胞从培养瓶中取出，配制成 细胞悬浮液，分装到两个或两个以上 的培养瓶中继续培养。
细胞株与细胞系
通过选择法或克隆形成法从原代培养 物或细胞系中获得具有特殊性质或标 志物的培养物称为细胞株；当培养超 过50代时，大多数的细胞株衰老死亡， 有部分细胞的遗传物质发生改变且带 有癌变的特点，有可能在培养条件下 无限制地传代下去，这部分细胞称为 细胞系。
发酵过程的自动控
制
阐述基于在线监测数据的反馈控 制策略，实现发酵过程的自动化 和智能化。
发酵过程的优化策
略
探讨通过调整工艺参数、优化培 养基配方、选育优良菌种等手段 提高发酵效率的方法。
发酵工程的应用实例
抗生素的生产
以青霉素为例，介绍利用发酵工程生产抗生 素的工艺流程和技术要点。
有机酸的生产
以柠檬酸为例，探讨发酵法生产有机酸的工 艺特点、技术关键及市场前景。
基因工程的操作步骤
目的基因的获取
基因选择合适的载体（如质粒、噬菌体等），将 目的基因与载体连接，构建成重组DNA分子。
受体细胞的选择与转化
目的基因的表达与检测
选择适当的受体细胞（如细菌、酵母、动植 物细胞等），将重组DNA分子导入受体细胞， 实现外源基因的整合。
生物技术的发展历程
经历了传统生物技术、近代生物技术和 现代生物技术三个阶段，现代生物技术 以基因工程、细胞工程、发酵工程和酶 工程为主体。
生物技术的分类与应用领域
生物技术的分类
包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程等。
生物技术的应用领域
在医药、农业、工业、环保等领域有广泛应用，如基因治疗、 转基因作物、生物制药、生物降解等。
生物技术的伦理与法规问题
生物技术的伦理问题
涉及生命尊严、人类安全、社会公正 等方面，如基因编辑可能改变人类基 因库、克隆技术可能引发道德争议等。
生物技术的法规问题
各国对生物技术的监管政策不同，涉 及技术准入、知识产权保护、生物安 全等方面，需要国际合作和协调。
基因工程
02
基因工程的基本原理
基因工程的定义
动物细胞工程的应用 包括动物细胞培养、动物细胞融合、动物基因工 程等，可用于生产生物制品、制备单克隆抗体、 进行基因治疗等。
微生物细胞工程的应用 包括微生物发酵工程、微生物基因工程等，可用 于生产抗生素、氨基酸、有机酸等。
发酵工程
04
发酵工程的基本原理
微生物的代谢与发酵
01
阐述微生物在发酵过程中的代谢途径及产物生成机制。
发酵工艺的基本流程
02
介绍发酵工艺的各个环节，包括原料处理、接种、发酵、分离
提纯等。
发酵过程的调控因素
03
分析温度、pH值、溶氧、营养物浓度等关键因素对发酵过程的
影响及其调控方法。
发酵过程的控制与优化
发酵过程的在线监
测
介绍实时监测发酵过程中关键参 数（如pH值、溶氧、代谢产物浓 度等）的技术与方法。
生物农药的定义与分类
利用生物活体或其代谢产物对有害生物进行防治的一类制剂。
生物农药的优点
选择性强、对人畜安全、不污染环境等。
生物肥料的定义与分类
以微生物的生命活动及其产物为基础，为植物生长提供必需营养元素的肥料。
生物肥料的优点
提高土壤肥力、促进植物生长、减少化肥使用等。
农业废弃物的生物处理
农业废弃物的定义与分类 农业生产过程中产生的废弃物，如作物秸秆、畜禽粪便等。
基因工程的工具酶
基因工程是通过对生物体基因进行改 造和重组，以获得具有特定性状和功 能的生物体的技术。
限制性内切酶、DNA连接酶和DNA聚 合酶等是基因工程中常用的工具酶， 用于DNA的切割、连接和扩增。
基因工程的基本原理
基因工程基于DNA重组技术，通过切 割、连接和转化等步骤，实现外源基 因与受体细胞的整合和表达。
农业应用 农药降解、饲料添加剂、土壤改良等。
环境保护 废水处理、垃圾降解、环境监测等。
生物技术在医学领域
06
的应用
生物药物的生产与应用
重组蛋白药物
利用基因工程技术生产重 组蛋白药物，如胰岛素、 干扰素等，用于治疗糖尿 病、癌症等疾病。
单克隆抗体药物
通过细胞工程技术生产单 克隆抗体药物，用于免疫 治疗、肿瘤治疗等。
生物处理的优势
处理效果好、成本低廉、可资源化利用废弃物等。
生物质能源的开Байду номын сангаас与利用
生物质燃料
利用农作物秸秆、林业 废弃物等生物质资源， 通过压缩成型、气化等 技术手段，生产固体、 气体和液体燃料。
生物质发电
将生物质燃料燃烧产生 的热能转化为电能，或 者直接利用生物质燃气 在燃气轮机或内燃机中 发电。
细胞融合技术
细胞融合的概念
通过物理或化学方法使两个或多 个细胞融合形成一个细胞的过程。
细胞融合的方法
包括病毒诱导融合、化学融合法 （如PEG融合法）和电融合法等。
细胞融合的意义
可用于制备单克隆抗体、研究细胞 膜的通透性、进行基因定位等。
细胞工程的应用实例
1 2 3
植物细胞工程的应用 包括植物组织培养、植物体细胞杂交、植物基因 工程等，可用于快速繁殖、培育新品种、生产次 生代谢产物等。
组织工程与再生医学
组织工程
利用生物材料、细胞培养等技术构建组织工程产品，如人工皮肤、 软骨等，用于修复或替代损伤组织。
再生医学
通过细胞移植、生长因子等技术促进组织再生和修复，用于治疗心 肌梗死、神经损伤等疾病。
3D生物打印
利用3D打印技术打印生物材料、细胞等，构建复杂组织和器官， 为个性化医疗提供可能。
07
生物技术在农业领域
的应用
转基因作物与生物育种
转基因作物的定义与分类
通过基因工程手段将外源基因导入受体植物， 获得具有新性状的作物品种。
转基因作物的优点
提高产量、改善品质、增强抗逆性、减少农药 使用等。
生物育种技术
利用生物技术手段对植物进行遗传改良，包括基因编辑、体细胞杂交、花药培 养等。
生物农药与生物肥料
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contents
目录
• 生物技术概述 • 基因工程 • 细胞工程 • 发酵工程 • 酶工程 • 生物技术在医学领域的应用 • 生物技术在农业领域的应用 • 生物技术在工业领域的应用
生物技术概述
01
生物技术的定义与发展
生物技术的定义
生物技术是利用生物体系（包括生物 体、生物组织和细胞）及其组成部分 来开发产品或提供服务的一门技术。
基因工程疫苗
利用基因工程技术生产疫 苗，如新冠病毒疫苗，用 于预防传染病。
基因诊断与基因治疗
基因诊断
利用PCR、基因测序等技术进行基因诊断，用于遗传性疾病、肿瘤 等疾病的早期诊断。
基因治疗
通过基因编辑、基因转移等技术进行基因治疗，用于治疗遗传性疾 病、癌症等疾病。
细胞治疗
利用细胞培养、细胞移植等技术进行细胞治疗，用于治疗组织损伤、 免疫缺陷等疾病。