生物技术概论
生物技术概论
第一章绪论一、生物技术的含义1、生物技术的定义生物技术(biotechnology)，也称生物工程(bioengineering)，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的新兴的、综合性的学科。
2、生物技术的研究领域及其相互关系基因工程(gene engineering)：20世纪70年代以后兴起的一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。
然后将重组了的DNA导人某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性；有时还使新的遗传信息(基因)在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物(多肽或蛋白质)。
细胞工程(cell engineenng)：指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖；或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种；或加速繁育动、植物个体；或获得某种有用的物质的过程。
发酵工程(fermentation engineering)：利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程，也称微生物工程。
酶工程(enzyme engineenng)：利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。
它包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
蛋白质工程(protein engineenng):指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。
生物技术概论
生物技术概论生物技术是一门涉及生物学、化学、物理、工程学等多个学科领域的综合性科学，它利用生物体或生物分子的特性进行研究、开发和应用。
生物技术的发展在现代科学中占据着重要的地位，对于人类的生活、健康和环境都有着重要的意义。
生物技术可以追溯到古代，早在几千年前，人们就开始使用发酵技术制作食品和酒精。
然而，真正意义上的现代生物技术的发展始于20世纪初，随着科技的进步和生物学的发展，生物技术在过去的几十年中取得了突破性的进展。
生物技术主要包括基因工程技术、细胞工程技术、蛋白质工程技术、酶工程技术等。
其中，基因工程技术是生物技术的核心内容，它通过改变生物体的遗传物质来实现对生物体性状的改良。
基因工程技术包括基因克隆、基因转导、基因敲除等多种手段，可以用于改善农作物的产量和品质，研制新型的药物和治疗方法，甚至可以用于改变人类自身的遗传特性。
细胞工程技术是生物技术的另一个重要领域，它通过对细胞的研究和利用，可以生产有用的化合物、疫苗和体外器官等。
细胞工程技术的发展不仅有助于改善药物和疫苗的生产工艺，还可以为组织工程和再生医学提供重要的基础。
蛋白质工程技术是指通过对蛋白质的结构和功能进行研究，利用基因工程等手段来改变蛋白质的性质和特性。
蛋白质工程技术的应用十分广泛，它可以用于制造具有特殊特性的药物、工业酶和生物材料等。
酶工程技术则是通过对酶的研究和改造，来提高酶的催化活性和稳定性，从而使其在工业和生物医学领域发挥更大的作用。
酶工程技术的应用范围广泛，例如在食品工业中，通过使用特定的酶可以使食物更易消化和更好吸收。
生物技术的发展在医学、农业、环境和工业等各个领域都产生了重要影响。
在医学领域，生物技术的应用已经取得了诸多突破，例如基因治疗和干细胞治疗等技术的发展，为人类治疗一些传统难以治愈的疾病提供了全新的希望。
在农业领域，生物技术可以改良作物的性状，提高产量和抗病能力，为解决全球粮食安全问题提供了有效手段。
同时，生物技术还可以使农业生产更加可持续，减少对环境的负面影响。
生物技术概论教学大纲
生物技术概论教学大纲一、课程基本信息课程名称：生物技术概论课程类别：专业基础课课程学分：X学分课程总学时：X学时授课对象：专业名称年级二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生系统地了解生物技术的基本概念、原理、方法和应用领域，掌握生物技术的核心知识和技能，培养学生的创新思维和实践能力，为学生进一步学习生物技术相关专业课程和从事生物技术相关工作奠定基础。
具体目标包括：1、使学生了解生物技术的发展历程、现状和趋势，以及生物技术在社会经济发展中的地位和作用。
2、让学生掌握生物技术的基本原理和方法，包括基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程和酶工程等。
3、培养学生运用生物技术知识解决实际问题的能力，提高学生的实验设计和操作能力。
4、激发学生对生物技术的兴趣和创新意识，培养学生的科学素养和团队合作精神。
三、课程教学内容与学时分配（一）生物技术概述（4 学时）1、生物技术的定义和范畴2、生物技术的发展历程3、生物技术的应用领域（二）基因工程（8 学时）1、基因工程的基本原理基因的结构与功能DNA 重组技术2、基因工程的工具酶限制性内切酶DNA 连接酶其他工具酶3、基因工程的载体质粒载体噬菌体载体病毒载体4、目的基因的获取从基因组中获取通过反转录获取人工合成5、基因工程的基本操作步骤目的基因与载体的连接重组 DNA 导入受体细胞重组体的筛选与鉴定（三）细胞工程（8 学时）1、细胞工程的基本概念和原理细胞全能性细胞分化2、植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞工程的应用3、动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术动物细胞核移植动物细胞工程的应用（四）发酵工程（8 学时）1、发酵工程的基本原理微生物的生长代谢发酵动力学2、发酵工程的工艺流程培养基的制备灭菌与接种发酵过程的控制产物的分离与提取3、发酵工程的主要设备发酵罐辅助设备4、发酵工程的应用食品发酵医药发酵环境保护（五）蛋白质工程和酶工程（6 学时）1、蛋白质工程蛋白质工程的基本原理蛋白质的结构与功能蛋白质工程的操作步骤蛋白质工程的应用2、酶工程酶的基本概念和特性酶的生产与分离纯化酶的固定化技术酶工程的应用（六）生物技术的安全性与伦理问题（4 学时）1、生物技术的安全性转基因生物的安全性生物实验室的安全2、生物技术的伦理问题克隆技术的伦理问题基因治疗的伦理问题（七）生物技术的应用实例与展望（4 学时）1、生物技术在农业、医药、工业等领域的应用实例2、生物技术的发展展望四、课程教学方法1、课堂讲授采用多媒体教学手段，结合实例和图片，讲解生物技术的基本概念、原理和方法。
1生物技术概论总论
3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ （1）培育抗性品种
转基 因
烟草
3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ （2）工厂化育苗
3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ （3）提高粮食品质
世界杂交水稻之父－袁隆 平，“超级杂交稻”－ “东方魔稻”，847kg/ 亩 ，第五大发明，“第 二次绿色革命”，世界 性饥饿问题
1.4 生物技术的基本特征
➢ 以生命体为研究、利用、服务对象，着眼于资源 的合理与再生利用，而不完全依赖于地球上的有 效资源；
➢ 产品生产与人类生命相关，反应条件温和，易操 作，节约能源；
➢ 开辟了生产高纯度、优质、安全、可靠的生物制 品，尤其是生物药剂的新途径；
1.4 生物技术的基本特征
➢ 可以解决常规技术和传统方法难以或无法解决的 问题；
➢ 由三部分组成： ➢ 上游工程
➢ 发酵工程 ➢ 下游工程
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ 1.5.4 发酵工程 ➢ 举例： ➢ 酒精类饮料、醋酸和面包 ➢ 胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗
保健药物 ➢ 天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料 ➢ 氨基酸、香料、酶、维生素和单细胞蛋白等。
的一切事情，都与这一序列息息相关。”
该文后来被称为“人类基因组计划”的 “标书”。
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ From DNA to Human
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ 1.5.7 五大工程间的关系
➢ 按照自己的愿望改造物种，往往要采用基因工程或细胞工程的 方法。
生物技术概论试题及答案
生物技术概论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物技术是指利用生物体、生物组织、细胞、基因等生物资源，通过生物或工程手段进行改造和创新，以生产有用产品或提供服务的技术。
以下哪项不属于生物技术范畴？A. 基因工程B. 细胞工程C. 酶工程D. 纳米技术答案：D2. 以下哪种生物技术可以用于生产胰岛素？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 组织工程答案：A3. 植物组织培养技术中，哪种培养基最常用于植物细胞的快速增殖？A. MS培养基B. B5培养基C. White培养基D. N6培养基答案：A4. 在动物细胞培养中，以下哪种细胞类型通常用于生产生物制品？A. 原代细胞B. 传代细胞C. 干细胞D. 癌细胞答案：B5. 以下哪种技术可以用于基因治疗？A. 基因敲除B. 基因插入C. 基因沉默D. 所有以上选项答案：D6. 以下哪种生物技术可以用于生产生物燃料？A. 发酵工程B. 酶工程C. 细胞工程D. 基因工程答案：A7. 以下哪种生物技术可以用于环境保护？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：D8. 以下哪种生物技术可以用于疾病诊断？A. PCR技术B. 基因编辑C. 细胞培养D. 发酵技术答案：A9. 以下哪种生物技术可以用于生产疫苗？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：C10. 以下哪种生物技术可以用于生产重组蛋白？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些是生物技术在农业中的应用？A. 转基因作物B. 植物组织培养C. 动物克隆D. 微生物肥料答案：A, B, D2. 以下哪些是生物技术在医药领域的应用？A. 生产重组蛋白药物B. 基因治疗C. 生产疫苗D. 疾病诊断答案：A, B, C, D3. 以下哪些是生物技术在工业中的应用？A. 生产生物燃料B. 生产生物塑料C. 废水处理D. 食品加工答案：A, B, C, D4. 以下哪些是生物技术在环境保护中的应用？A. 污染土壤的生物修复B. 废水的生物处理C. 废气的生物净化D. 固体废物的生物降解答案：A, B, C, D5. 以下哪些是生物技术在食品工业中的应用？A. 食品添加剂的生产B. 功能性食品的开发C. 食品的生物保鲜D. 食品的基因改良答案：A, B, C, D三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述基因工程的基本原理。
生物技术概论试题及答案
生物技术概论试题及答案一、选择题1. 生物技术是指利用生物体或生物体的组成部分，通过生物过程或技术手段，生产产品或提供服务的科学。
以下哪项不属于生物技术的应用领域？A. 基因工程B. 细胞工程C. 信息技术D. 酶工程答案：C2. 以下哪个术语描述的是通过改变生物体的遗传组成来获得新特性的技术？A. 克隆B. 基因编辑C. 细胞培养D. 蛋白质工程答案：B3. 以下哪个选项是生物技术在医学领域的应用？A. 生物农药B. 基因治疗C. 酶制剂D. 生物燃料答案：B二、填空题4. 生物技术可以通过_________技术生产出具有特定功能的微生物，用于污水处理。
答案：基因工程5. 利用生物技术，科学家可以通过_________技术培育出抗病虫害的作物。
答案：转基因三、简答题6. 简述生物技术在食品工业中的应用。
答案：生物技术在食品工业中的应用包括生产发酵食品如酸奶、啤酒、面包等；通过酶技术改进食品加工过程，提高食品质量和营养价值；利用基因编辑技术培育出具有特定风味或营养价值的作物品种等。
7. 阐述基因治疗的基本原理及其潜在风险。
答案：基因治疗的基本原理是将正常或修复后的基因导入患者的细胞中，以修复或替换有缺陷的基因，从而治疗遗传性疾病。
潜在风险包括免疫反应、基因整合的不确定性、以及可能的基因表达调控问题等。
四、论述题8. 论述生物技术在环境保护中的应用，并举例说明。
答案：生物技术在环境保护中的应用包括利用微生物降解污染物、生物修复土壤和水体、以及利用转基因植物吸收和转化有害物质等。
例如，利用微生物降解石油污染物，通过筛选和培养能够分解石油成分的微生物，将其应用于受污染的土壤或水体中，加速污染物的分解过程，恢复生态环境。
结束语：生物技术作为一门跨学科的科学，其应用范围广泛，对人类社会的发展具有深远的影响。
通过本试题的学习和思考，希望能加深对生物技术基本原理和应用的理解，为未来的学习和研究打下坚实的基础。
生物技术概论
一．名词解释。
1.生物技术：有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。
它主要包括发酵技术和现代生物技术。
2.细胞核移植技术：是指将一个动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中，产生与供细胞核动物的遗传成份一样的动物的技术。
3.单克隆抗体：高度均质性的特异性抗体，由一个识别单一抗原表位的B细胞克隆所分泌。
一般来自杂交瘤细胞。
4.现代发酵：就是将传统发酵技术与现代生物技术（DNA重组、细胞融合等基因工程技术）相结合，并运用现代化学工程技术，进行工业化生产的一个大工业体系。
5.酶：催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。
是生物催化剂，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。
绝大多数酶的化学本质是蛋白质。
具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。
二：简述题。
1.基因工程的四大要素和五大操作元件是什么？四大要素：基因工程，细胞工程，酶工程和发酵工程。
五大操作元件：切，接，转，增，检。
2.植物组织培养技术中主要的消毒灭菌方法有哪些？每种方法主要适应的消毒灭菌对象是什么？（1）干热灭菌法，适用于各种玻璃器皿和器械的灭菌消毒。
（2）湿热灭菌法，可用于大多数液体）、液体培养基、玻璃器皿、各种器械等的灭菌。
（3）过滤灭菌，空气过滤灭菌主要用于形成无菌的操作空间，液体过滤灭菌主要用于对高温、高压不稳定的物质的灭菌。
（4）射线灭菌，用于培养室、接种室、工作台面等的消毒。
（5）灼烧灭菌，用于金属操作器械的消毒。
（6）药剂灭菌，适用于外植体培养材料的表面灭菌。
（7）熏蒸灭菌，适用于培养室和接种室的灭菌。
3.简述发酵工程的一般过程。
菌种的选育，培养基的配置，灭菌，扩大培养和接种，发酵过程，分离提纯。
生物技术概论
生物技术概论》复习题及参考答案一、名词解释1.生物技术(biotechnology)：有时也称为生物工程(bioengineering),是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。
2.基因工程(geneenginerring)：是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的技术。
即按照人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的基因(DNA分子)在体外构建成杂种DNA 分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录和表达的操作，也称DNA重组技术。
3.细胞工程(cellengineering)：是指在细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种的目的，加速繁育动植物个体，或获得某种有用物质的技术。
4.酶工程(enzymeengineering)：是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。
5.发酵工程(fermentationengineering)：是指利用包括工程微生物在内的某些微生物或动、植物细胞及其特定功能，通过现代工程技术手段(主要是发酵罐或生物反应品的自动化、高效化、功能多样化、大型化)生产各种特定的有用物质；或把微生物直接用于某些工业化生产的一种技术。
由于发酵多与微生物密切联系在一起，所以又称之为微生物工程或微生物发酵工程。
6.生物反应器(bioreactor)：主要包括微生物反应器、植物细胞培养反应器，动物细胞培养反应器以及新发展起来的有活体生物反应器之称的转基因植物生物反应器，转基因动物生物反应器等。
7.转基因动物：是指在基因组中稳定地整合有导入的外源基因的动物。
&转基因植物：是指通过体外重组DNA技术将外源基因转入到植物细胞或组织，从而获得新遗传特性的再生植物。
生物技术概论 绪论
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生物技术树
生物技术是一门多学 科互相渗透的综合性 学科 生物技术有广阔的应 用前景
各行业的财政支持
1% 4% 13% 8% 5% 农业（植物） 农业（动物） 化学/食品 健康 其他 能源/环境
69%
现代生物技术的应用（一）
1、在农业生产上的应用
转基因技术生产培育抗逆 作物：如抗寒、抗盐、抗 病虫害
杂交水稻
利用不育系，保持系和 恢复系培养出的高产水 稻
解决了全中国人的粮食 危机
转基因抗虫水稻
在水稻中转入抗虫基因如Bt 基因培育成抗虫水稻 Bt基因： 苏云金杆菌 (Bacillus thuringiensis,Bt)毒蛋 白是苏云金杆菌在形成芽孢 时产生的一种蛋白质，以结 晶出现，称为伴孢晶体 (parasporal protein crystal)。 这种毒蛋白对鳞翅目昆虫有 特异的毒性作用。
1、先进的工程技术手段：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工 程、蛋白质工程以及生物分离工程 2、改造生物体：获得优良质量的动物、植物或微生物品系 3、生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程中产生的能利 用的物质，如淀粉、糖蜜、纤维素等有机物，也包括一些无机化 学品，甚至某些矿石。 4、为人类生产出所需产品：粮食、医药、食品、化工原料、能源、 金属等。 5、达到某种目的：包括疾病的预防、诊断与治疗和食品的检验以 及环境污染的检测和治理等。
1、基因工程细胞（细菌）的构建 1） 目的基因的分离 2） 高效表达工程菌株/细胞株的构建 3） 表达产物的鉴定 4） 工程菌株/细胞株培养和遗传稳定性研究 2、实验室小量生产 1） 表达产物有效成分的纯化 2） 有效成分理化和生物学特性的鉴定 3） 产品制备工艺和质量检定的条件和方法 3、中试生产（培养规模、产率、纯化得率、纯度、效价） 1） 其表达量不能低于小试水平 2） 连续三批的产量要能够做临床前研究、质量检定和Ⅰ-Ⅱ期临床试验 用 3 ） 中试确定后不能再做大的变动，要有详细的操作规程和质量指标 （效价、纯度、理化特性）
《生物技术概论》课件
生物技术的发展历程
总结词
生物技术的发展历程
详细描述
生物技术的发展可以分为四个阶段。第一阶段是传统生 物技术阶段，主要是利用微生物的自然发酵来生产各种 产品。第二阶段是近代生物技术阶段，主要是利用微生 物的遗传学特性，通过人工选育和杂交来改良微生物。 第三阶段是现代生物技术阶段，主要是以基因工程为基 础，实现了对生物遗传特性的精确控制和操作。第四阶 段是系统生物技术阶段，主要是以系统生物学为基础， 实现对生物系统的整体和全局控制。
蛋白质工程的应用实例
总结词
列举一些蛋白质工程的应用实例，说明其在实践中的 重要性和应用前景。
详细描述
蛋白质工程在实践中的应用非常广泛，包括药物设计 和开发、酶工程、生物传感器、生物材料等领域。例 如，利用蛋白质工程技术可以设计和开发新型药物， 如抗体药物、细胞因子等；在酶工程领域，可以设计 和改造酶分子，提高其催化活性和稳定性；在生物传 感器和生物材料领域，可以设计和制备具有特定功能 的生物材料，用于生物检测和医学治疗等领域。
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基因表达技术
基因表达是将外源基因在受体细胞中实现功能的技术，包括转录和翻 译两个过程，涉及启动子选择、转录调控和翻译后修饰等。
基因工程的应用实例
转基因作物
基因治疗
通过将外源抗虫、抗病、抗除草剂等 基因导入植物细胞，培育出转基因作 物，提高作物的产量和抗逆性。
通过将正常基因导入病变细胞，纠正 或补偿缺陷基因，达到治疗遗传性疾 病和恶性肿瘤等目的。
生物制药
利用细胞工程技术生产药 物，如干扰素、生长因子 等。
组织工程
利用细胞工程技术构建组 织或器官，如皮肤、骨骼 等。
04
酶工程
酶工程的定义与原理
(完整word版)生物技术概论
《生物技术概论》复习题及参考答案一、名词解释1. 生物技术（biotechnology）：有时也称为生物工程（bioengineering），是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。
2．基因工程（gene enginerring）：是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的技术。
即按照人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的基因（DNA分子）在体外构建成杂种DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录和表达的操作，也称DNA重组技术。
3．细胞工程（cell engineering）：是指在细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种的目的，加速繁育动植物个体，或获得某种有用物质的技术。
4．酶工程（enzyme engineering）：是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。
5．发酵工程（fermentation engineering）：是指利用包括工程微生物在内的某些微生物或动、植物细胞及其特定功能，通过现代工程技术手段（主要是发酵罐或生物反应品的自动化、高效化、功能多样化、大型化）生产各种特定的有用物质；或把微生物直接用于某些工业化生产的一种技术。
由于发酵多与微生物密切联系在一起，所以又称之为微生物工程或微生物发酵工程。
6. 生物反应器（bioreactor）：主要包括微生物反应器、植物细胞培养反应器，动物细胞培养反应器以及新发展起来的有活体生物反应器之称的转基因植物生物反应器，转基因动物生物反应器等。
7. 转基因动物：是指在基因组中稳定地整合有导入的外源基因的动物。
8. 转基因植物：是指通过体外重组DNA技术将外源基因转入到植物细胞或组织，从而获得新遗传特性的再生植物。
生物技术概论知识点总结
生物技术概论知识点总结
生物技术是利用生物学原理和生物体系的工程技术手段来解决
生物学和医学等领域的问题的一门综合性学科。
它涉及到许多知识点，包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、生物信息学、生物制药、农业生物技术等内容。
首先，基因工程是生物技术的重要组成部分，它涉及到DNA重
组技术、基因克隆、基因编辑等内容。
基因工程的应用包括转基因
作物的培育、基因治疗、生物制药等领域。
其次，细胞工程也是生物技术的重要内容，它涉及到细胞培养、细胞转染、干细胞技术等。
细胞工程在组织工程、再生医学、细胞
治疗等方面有着重要的应用。
除此之外，蛋白质工程也是生物技术的重要领域，它涉及到蛋
白质的表达、纯化、改造等技术，用于生产重组蛋白、酶、抗体等
产品。
生物信息学是近年来发展迅速的领域，它涉及到生物数据的获取、存储、分析和应用，包括基因组学、蛋白质组学、转录组学等
内容，为生物技术的发展提供了重要支持。
生物制药是生物技术的一个重要应用领域，利用基因工程技术生产药物，包括重组蛋白药物、基因治疗药物、细胞治疗药物等。
农业生物技术是利用生物技术手段改良农作物、畜禽，提高农业生产效率和产品质量的一门学科，包括转基因作物、分子标记辅助育种、疾病抗性育种等内容。
总的来说，生物技术涉及的知识点非常广泛，涵盖了生物学、化学、工程学等多个学科领域，是一个不断发展和创新的领域。
通过对生物技术知识点的深入学习和研究，可以更好地应用生物技术解决现实生活和生产中的问题，推动生物技术的发展和进步。
生物技术概论
生物技术概论生物技术：有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
基因工程：是20世纪70年代以后兴起的一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸（DNA）分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。
细胞工程：是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖；或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良生物品种或创造新品种；或加速繁育动植物个体；或获得某种有用的物质的过程。
酶工程：是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或通过对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。
发酵工程：利用微生物生长速度快、生产条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品。
蛋白质工程：是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。
生物技术与其他高新技术一样具有“六高”的基本特征：高效益，可带来高额利润；高智力，具有创造性和突破性；高投资，前期研究及开发需要大量的资金投入；高竞争，时效性的竞争非常激烈；高风险，由于竞争的激烈，必然带来高风险；高势能，对国家的政治、经济、文化和社会发展有很大的影响，具有很强的渗透性和扩散性，并有很高的态势和潜在的能量。
基因工程：按照（人们的愿望），进行（严密的设计），通过（体外DNA重组）和（转基因）等技术，有目的地改造生物种性，使现有的物种（在较短时间内）趋于完善，创造出更符合人们需求的新的生物类型，或者利用这种技术对人类疾病进行基因治疗。
基因工程研究的理论依据：1、不同基因具有相同的物质基础（DNA/RNA)，2、基因是可以(从DNA上）切割（下来）的，3、基因是可以转移的，4、多肽与基因之间存在对应关系，5、遗传密码是通用的（绝少数除外），6、基因可以通过(DNA)复制把遗传信息传递给下一代。
生物技术概论复习重点
1、生物技术：生物技术有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生命体或加工生物原料，为人类生产出所需的产品或达到某种目的。
2、基因工程：（DNA体外重组技术）应用人工的方法把生物的遗传物质（通常是DNA）分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，然后将重组DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性，有时还使新的遗传信息在新的宿主细胞或个体中大量表达已获得基因产物。
3、细胞工程：是指以细胞为基本单位，在体外进行培养、繁殖，或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种或创造新品种；或加速繁育动植物个体；或获得某些有用的物质的过程。
（包括动植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术、克隆技术和干细技术等）4、发酵工程：利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在适合的条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品。
5、酶工程：（包括酶的固定化技术、酶反应器的设计及应用、酶制剂的制备）是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器来生产人类所需产品的一项技术。
6、蛋白质工程：是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等的学科基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接以生产能满足人类需要的新型蛋白质的技术。
7、连接酶：能够催化双链DNA片段3’、5’末端形成磷酸二酯键的酶。
8、目的基因：在基因工程设计和操作中，被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因成为目的基因。
9、细菌质粒载体：是存在于细菌细胞质中的一类独立位于染色体外的能够进行自主复制的遗传成分。
10、噬菌体载体：把专门感染了细菌的病毒称为噬菌体载体，由DNA（头部）和蛋白质（尾部）组成。
《生物技术概论》教学大纲(精)
《生物技术概论》教学大纲一，简介本课程以宋思扬主编《生物技术概论》为教程，用通俗易懂的方式介绍各项生物技术的基本原理和基本知识，是非生物学专业的本科生能够了解生物技术基本知识框架，促进其他学科的本科生对生物技术的关注，促进化学，物理，数学，地理等专业学生从事与生物技术相关的工作，促进文科有关专业的学生了解生物技术的基本知识，了解生物学对社会，文化，道德，伦理等的影响。
二，主要参考书：⒈宋思扬，楼士林，《生物技术概论》，1999，北京，科学出版社⒉马大龙，《生物技术制药》，2001，北京，科学出版社⒊莽克强，《农业生物工程》，1998，北京，化学工业出版社⒋翟礼嘉，顾红雅，胡苹等，《现代生物技术概论》，1998，北京，高等教育出版社三，主要内容：第一章生物技术总论（2学时）1．1 生物技术的含义1．2 生物技术发展简史1．3 生物技术对经济社会发展的影响第二章基因工程（6学时）2．1 核酸的1核酸的结构和功能2．2 基因工程工具酶2．3 基因克隆载体2．4 目的基因2．5 目的基因导入受提细胞2．6 克隆的筛选2．7 基因工程进展隆的7基因工程进展第三章细胞工程（4学时）3．1 细胞工程的基本知识3．2 植物细胞工程3．3 动物细胞工程3．4 微生物细胞工程第四章发酵工程（5学时）4．1 发酵工程基本知识4．2 发酵过程的工艺控制4．3 发酵设备概述4．4发酵产物的加工4．5发酵工业概况第五章酶工程（5学时）5．1 酶的基本知识5．2 酶的发酵生产和分离纯化5．3酶分子的改造5．4酶和细胞的固定化第六章生物技术与农业（3学时）6．1 植物生物技术6．2 动物生物技术第七章生物技术与食品7．1 生物技术与食品加工7．2 生物技术与食品检验第八章生物技术与医疗（5学时）8．1 生物技术与疫苗8．2 生物技术与疾病诊断8．3生物技术与生物制药8．4基因治疗8．5人类基因组计划第九章生物技术与能源（2学时）9．1 微生物与石油开发9．2 生物技术与新能源第十章生物技术与环境（4学时）10．1 生物技术与污水处理大气净化10．2 基因工程与污染治理10．3 生物技术与环境监测10．4 生物技术的安全性及对社会的影响共计36学时四，任课教师简介：杨建雄，男，1954年生，生命科学学院生化与分子生物学专业教授，高校教龄23年，多年承担本科生《生物化学与分子生物学》，《营养与食品卫生学》，《食品生物化学》等课程，研究生《生物化学与分子生物学技术》，《高级生物化学》等课程，出版的著作有：《生物化学简明教程》（高等教育出版社，1999），《生物化学与分子生物学实验技术教程》（科学出版社，2002），《人体营养与食品卫生》（陕西教育出版社，1992），曾任教育部生物化学与分子生物学教学指导组成员，生命科学学院副院长，现任陕西省生物化学学会常务理事，校教学指导委员会委员，生科院教学直到委员会委员，生物化学与分子生物学教研室主任。
生物技术概论讲解
⽣物技术概论讲解《⽣物技术概论》复习重点⼀、名词解释1．⽣物技术（biotechnology）⽣物技术（biotechnology），也称⽣物⼯程(bioengineering)，是指⼈们以现代⽣命科学为基础，结合先进的⼯程技术⼿段和其他基础学科的科学原理，利⽤⽣物体或其体系或他们的衍⽣物来制造⼈类所需要的各种产品或达到某种⽬的的⼀门新兴的综合性的学科。
2．细胞⼯程细胞⼯程是指应⽤细胞⽣物学和分⼦⽣物学的⽅法，通过类似于⼯程学的步骤，在细胞整体⽔平或细胞器⽔平上，按照⼈们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型⽣物或⼀定细胞产品的⼀门综合性科学技术。
3.载体分⼦克隆载体是⼀类可供外源DNA插⼊并携带重组DNA分⼦进⼊适当宿主细胞的DNA分⼦。
4.培养基培养基是提供微⽣物⽣长繁殖和⽣物合成各种代谢产物所需要的、按⼀定⽐例配制的多种营养物质的混合物。
5.基因⽂库将⼤分⼦量的染⾊体组DNA分⼦经酶切形成⼤⼩合适的DNA⽚段群，或是经过反转录合成不同⼤⼩适合于基因克隆的cDNA分⼦群体，连接到载体分⼦上，转⼊受体细胞后得到的克隆的集合体，叫基因⽂库。
6. DNA 变性与复性变性：在⾼温及强碱条件下，双链DNA分⼦氢键断裂，两条链完全分离，形成单链DNA分⼦复性：降低温度、pH及增加盐浓度可使变性的DNA分⼦重新形成天然的DNA7.重叠基因随着DNA核苷酸序列测定技术的发展，⼈们已经在⼀些噬菌体和动物病毒中发现，不同核苷酸序列是彼此重叠的，称这样的两个基因为重叠基因（overlapping genes）,或嵌套基因（nest gene）8.植物组织培养是指从有机体内取出组织或细胞，在体外进⾏培养，使之⽣存或⽣长成组织。
9.限制性内切酶限制性内切酶是⼀类能够识别双链DNA分⼦中的某种核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内切酶。
10.断裂基因在基因编码序列中有与氨基酸编码⽆关的DNA间隔序列，使⼀个基因分隔成不连续的若⼲区段11.多克隆位点DNA载体序列上⼈⼯合成的⼀段序列，含有多个限制内切酶识别位点。
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生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
丙型肝炎病毒
• 丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通过输 血或血制品、破损的皮肤和黏膜、静脉注射毒品、 性传播、母婴传播等传染引起的。丙型肝炎病毒 感染后，大部分患者转为慢性肝炎，其中部分患 者可发展为肝硬化甚至肝癌。对感染者的危害远 大于乙肝病毒感染。 • 由于丙型肝炎病毒目前尚未能培养成功。而且丙 肝病毒还存在着高突变率，尤其是包膜区的多变 性，目前已知至少存在6种不同基因型的病毒，各 型之间的异源性高达25%～30%，给丙肝疫苗的研 究带来了重重困难。这也是为什么至今仍未见有 丙肝疫苗上市的原因之一。
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.1 肝炎病毒疫苗 乙型肝炎病毒（HBsAg）
1981年Edman等克隆 了该抗原基因并大量 表达。 美国、日本采用酵母 表达系统生产表面抗 原而制成 疫苗。 以色列等国采用仓鼠 细胞生产疫苗。 我国可采用以上两种 表达系统生产疫苗。
1980年世界卫生组织（WHO）在第三十三届世界卫生大会上宣布全球已经 消灭了天花。目前天花病毒样本仅保存在两个地方：美国佐治亚州亚特兰 大市美国国家疾病控制与预防中心和俄罗斯的VECTOR研究所。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗之父-Pasteur
1877年，法国，巴斯德：首次用降低了 致病力的鸡霍乱弧菌制成活疫苗。给鸡接 种这种减毒细菌后，可使鸡获得对霍乱的 免疫力。 这项研究说明：用人工的方法可以使细 菌的毒力减弱或消失；一种细菌一旦失去 了毒力，就有可能用于机体免疫，控制疾 病的发生。 从而发明了第一个细菌减毒活疫苗-鸡霍 乱疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.2.2 体液免疫和细胞免疫
生物技术与人类健康 9.1.2 免疫系统及疫苗的作用机制
9.1.2.3
疫苗的作用原胞 (树突状细胞）
Ag
Ab 激活 活化的T细胞 浆细胞 静止B 细胞 记忆B 细胞
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.2
9.1.2.1
免疫系统及疫苗的作用机理
免疫系统
免疫系统是人体抵御病原菌侵犯最重要的保卫系统。由免疫 器官、免疫组织、免疫细胞和免疫分子组，是防卫病原体入 侵最有效的武器，它能发现并清除异物、外来病原微生物等 引起内环境波动的因素。但其功能的亢进会对自身器官或组 织产生伤害。在很多由于自身免疫引起的疾病中，CD4+ T细 胞起着重要的作用。 P210——P211
虽然在他这前英国医生Jenner发明牛痘接种法，但有意识 地培养制造成功免疫疫苗，并广泛应用于预防多种疾病， 巴斯德堪称第一人。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗(vaccine) • 广义的疫苗是指将病原微生物（如细菌、立克次氏体、 病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用 基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制 剂。其中，由细菌制成的称为菌苗；由病毒、立克次 体、螺旋体等制成的称为疫苗。 典型的疫苗主要是灭活或减毒的致病物，即病原物 在培养、纯化后，或者被灭活，或者降低毒性，但 前提是不丧失引起免疫反应的能力。
霍乱不是一种侵袭性感染，病菌不进入血液，只是 局限在肠道内，但它在肠道内繁殖并释放毒素。 根据霍乱弧菌的致病机理，科学家们利用基因工程技 术研制了重组B亚单位疫苗，是已被WHO推荐应用的疫 苗。 我国军事医学科学院生物工程研究所经过十多年的研 究研制出了国家一类新药rBS-WC口服霍乱疫苗，并已 上市。
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.1
疫苗概说
我国早在宋真宗 （998-1023年）， 就有关于人痘法预 防天花的记载。后 来种痘的方法经阿 拉伯人传到欧洲并 流传开来。
1796年英国医生Jenner从一挤奶女工感染的痘孢中，取出孢浆接种到 一个8岁男孩的手臂上，然后让其接种天花脓孢液，结果该男孩并未染 上天花，证明其对天花确实具有免疫力。由于这种方法安全可靠，得到 广泛应用。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗(vaccine )最初因牛痘而得名，即用牛制备的疫苗。Jenner是牛痘的 发明者，但他并不清楚为什么牛痘能够预防天花。
天花： 在18世纪以前是一种致死率很高的烈性疾病，即使有人幸存下 来，也经常会产生永久性的毁容、神志错乱和失明等后遗症。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
电子显微镜 下的HIV
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.3 其他病毒性疾病疫苗 小儿麻痹症疫苗
小儿麻痹症是由脊髓灰质炎病毒引起的中枢 神经系统疾病。通过基因工程方法改变脊髓灰质 炎病毒的基因结构，获得弱化了的脊髓灰质炎病 毒，用它研制成了小儿麻痹口服疫苗。通过基因 工程方法制得脊髓灰质炎病毒衣壳蛋白VP1、VP2 和VP3作为注射疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.4
基因工程多价疫苗
• 利用基因工程的方法将多种病原体的相关抗原融 合在一起，产生一种带有多种病原体抗原的融合 蛋白。，或将多种病原体相关抗原克隆在同一个 载体（多价表达载体）上，达到同时对多种相关 疾病进行免疫的目的。 • 美国于1986年10月首先研制了一种含有疱疹病毒、 肝炎病毒和流感病毒的疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.2 免疫系统及疫苗的作用机制
9.1.2.2
体液免疫和细胞免疫
体液免疫 主要是通过抗体与体液中的致病原（细 菌、病毒和毒素）结合形成复合物，直 接消灭致病原。
细胞免疫 抗原进入机体后，通过刺激免疫应答可产 生致敏的T淋巴细胞，这些细胞可通过破 坏被病原体感染的细胞二杀灭病原体，达 到抗感染的目的。因此，将这种由T淋巴 细胞介导的免疫成为细胞免疫。
• • •
生物技术与人类健康
9 生物技术与人类健康
9.1生物技术与疫苗百科：2010年3月山西疫苗事件 /view/3371387.htm 新浪：山西疫苗专题：/z/shanxiyimiao/
生物技术与人类健康
9.1.3
病毒性疾病的疫苗
• 艾滋病 ：人类和灵长类动物免疫缺陷型严重疾病。1999
年，全世界已有3400万人感染了艾滋病病毒，其中1600万 人死于艾滋病。每天估计有1.6万人受到感染。
• 乙型肝炎：乙型肝炎患者及健康带毒者在我国大约有1.3
亿人，每10个人就有一个。
• 流感病毒
人类的常见病和多发病。
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.4 细菌性疾病的疫苗
9.1.4.1 霍乱弧菌疫苗
由霍乱弧菌感染而引起的烈 性肠道传染病。
• 霍乱疫苗接种已有100多 年的历史，传统疫苗是 采用肌肉注射的灭活或 减毒霍乱弧菌菌体苗。 效果不佳，副作用大， 已被WHO宣布不再推荐此 疫苗的应用。
生物技术与人类健康 9.1.4.1 霍乱弧菌疫苗
生物技术与人类健康 9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗
流感疫苗
流感病毒极易发生变 异, 能逃避抗体的作用。所 以长期未有有效的疫苗面市。 1993年Ulmer首先将流感病 毒高度保守的NP基因插入质 粒中制成核酸疫苗免疫小鼠， 并取得了令人满意的效果。
流感病毒
生物技术与人类健康 9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗
生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
甲型肝炎病
毒
• 国外已有甲型肝炎病毒灭活疫苗面市。 • 我国使用的减毒疫苗也取 得了很好的效果。国内基 因工程空壳甲肝病毒及痘 苗活病毒疫苗也显示了很 好的免疫原性。
生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
戊型肝炎病毒
• 戊型肝炎是乙肝和甲肝之外的又一种重要的病毒 性肝炎。在临床症状上与甲肝相似, 患者有明显 的乏力、食欲减退、恶心、呕吐，部分患者可出 现黄疸。 • 接种疫苗是预防戊肝的最好办法。不过，迄今为 止世界上仍未有疫苗获批上市。厦门大学国家传 染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心科研人员 经过艰苦的联合攻关，首次成功地利用大肠杆菌 表达系统获得了戊型肝炎类病毒颗粒，目前正准 备进入III期临床试验。如果获得成功，该疫苗 将成为继乙肝疫苗之后,世界上第二个基因工程 病毒疫苗。
生物技术与人类健康
学习目的
认识医学领域是现代生物技术应用最广泛、 成绩最显著、发展最迅速的领域。 了解生物技术对疫苗生产、疾病诊断、生 物制药等领域的影响；了解生物技术对人类 健康、延长人类寿命、提高生活质量所具有 的不可估量的作用。
生物技术与人类健康 9 生物技术与人类健康
引言
• 医药卫生领域是现代生物技术应用最广泛、 成绩最显著、发展最迅速、潜力也最大的一 个领域。 生产常规方法不能生产的药品或制剂。 生产灵敏度高、反应专一、实用性强的临床 诊断新试剂。 提供安全性能好、免疫能力强的新一代疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗
艾滋病全称为人类获得性 免疫缺陷综合征，是由人 类免疫缺陷病毒引起的。
HIV模式图
生物技术与人类健康 9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗
• 艾滋病疫苗的研究主要是通过克隆病毒外膜蛋白 和gp160及gp120基因后在不同的表达系统中表达， 以获得基因工程疫苗 。目前该疫苗大多处于临 床试验阶段,尚未大规模使用。
9.1 生物技术与疫苗
2010年3月20日多名家长要求山西省卫生厅彻查疫苗事件原因
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
网易：2010年4月初常州疫苗造假事件专题： /special/000149MP/czyimiao.html 江苏延申承认：4批次近18万份狂犬疫苗不合格 延申与福尔7批次人用狂犬疫苗有问题 "问题疫苗"广东2.3万份已接种 江西8600份
狂犬病疫苗