生物工程PPT课件
合集下载
食品生物工程简介PPT课件
介绍
基因工程：又称DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外
源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
细胞工程：应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需
要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞结构和内含物，以改变生物的结构和功能。
研究内容： 动植物细胞与组织培养 细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体） 细胞核移植（无性繁殖、克隆动物） 染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦） 胚胎工程（优良品种、试管婴儿） 干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞） 转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物）
植物基因工程
3.
转基因作物
基因工程在医学上的应用
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。 基因工程药品包括:细胞因子、抗体、疫苗、激素（胰岛素、生长激素、干 扰素）等。
格往往十分昂贵。而微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细
4 讨论与展望
展望
21世纪基因食品的发展，未来生物技术不仅有助于实现食品的多样化，而且有 助于生产特定的营养保健食品，进而治病健身。
微生物工程：即发酵工程，指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有
用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。
酶工程：是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催
化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。
蛋白质工程：蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关
(完整版)生物技术概论ppt
• 利用细胞工程技术生产单克隆抗体则为利用生 物技术进行疾病防治的另一途径。例如：用于 治疗肿瘤的“生物导弹”，就是将用于治疗肿 瘤的药物与抗肿瘤细胞连接在一起，利用抗原 抗体结合的高度专一性，使得抗肿瘤药物集中 于肿瘤部位，以达到高效杀伤肿瘤细胞并减少 对正常细胞的毒性反应。
• 胃肠道：各类抗菌药物尤其口服给药者均可由药物本身 刺激作用引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等反应。
• 神经精神系统：青霉素类可对大脑皮层产生直接刺激， 出现肌阵挛、惊厥、癫痫、昏迷等；链霉素、卡那霉素 等均可损害第八对脑神经，导致听力或前庭功能损害； 氯霉素、普鲁卡因霉素等有时可引起幻觉、幻听、定向 力丧失等精神症状。
现代生物技术概论
第1章 现代生物技术总论
• 第一节 生物技术的含义
• 一 生物技术的定义
• 生物技术(biotechnology ),有时也称生物工 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 生物体或加工生原料,为人类生产出所需产品 或达到某种目的.
• 2. 细胞工程 • 细胞工程(cell engineering)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 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.
• 3 酶工程 • 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,对酶进行修饰改造, 并借助生物反应器和工过程来生产人类所需产品 的一项技术.
• 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,在合适条件下,通过现代工程技 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.
生物医学工程导论(共78张PPT)
既为医学、生物学提供技术与装备，又为医学、生物学的发 展开辟新路：因此它是变革医学和生物学本身的一支重要力量。
社会效益与经济效益的结合。医学注重社会效益，工程学注重 经济效益，生物医学工程才是二者必然的结合。
1.1 生物医学工程学的发展状况
生物医学工程是从20世纪50年代以来，随着电子学、材料学、工 程力学、信息科学和电子计算机等多种学科的进步并广泛应用于医学和 生物学领域而逐渐形成和发展的。电子学的渗入使心电、脑电、心音、 B超等实用诊断技术逐步地出现和应用于临床；人体植入性心脏起搏器 研制成功挽救了成千上万心脏病患者的生命；与材料科学的结合，成功 地研制出如医用硅橡胶、医用聚氨酯和有机玻璃制作的人工股骨等人体 功能辅助及卫生保健材料和制品；工程力学原理和方法的运用，使人们
能够定量地研究血液在心血管中流动特性，建立了本构方程来刻画血
液的流动行为；以医用材料为基础的多学科相结合，开始早期的人 工器官如人工肾、人工肺、人工晶体、人工心瓣膜的研制和临床应 用。
本构规律：指生物体、组织器官的力学 性质，特别是其应力与应变的规律，称为本 构规律。
本构方程：如果能将本构规律以数学方 程的形式表达出来，这一方程即称为本构方 程。
近年来，由于医学科学技术的发展．仿 生学、宇航技术的进步，给生物力学提出了 一系列问题，促进了生物力学的蓬勃发展。 60年代后期，电子计算机开始用于医学，为 生物力学开辟了新的前景。
生物力学的研究开始于60年代。1960年 ，美国的第一届仿生学讨论会引起了人们对 生物力学的注意和兴趣。此后，美、欧、日 、苏、澳、加等国都相继建立了专门的研究 机构，并多次召开国际性生物流变学会议和 生物力学讨论会。
动物实验表明：钴铬钼合金有较好的生理
相容性，但长期使用这种台金制成的人工关 节，其血液与头发中钴的含量明显增加。
社会效益与经济效益的结合。医学注重社会效益，工程学注重 经济效益，生物医学工程才是二者必然的结合。
1.1 生物医学工程学的发展状况
生物医学工程是从20世纪50年代以来，随着电子学、材料学、工 程力学、信息科学和电子计算机等多种学科的进步并广泛应用于医学和 生物学领域而逐渐形成和发展的。电子学的渗入使心电、脑电、心音、 B超等实用诊断技术逐步地出现和应用于临床；人体植入性心脏起搏器 研制成功挽救了成千上万心脏病患者的生命；与材料科学的结合，成功 地研制出如医用硅橡胶、医用聚氨酯和有机玻璃制作的人工股骨等人体 功能辅助及卫生保健材料和制品；工程力学原理和方法的运用，使人们
能够定量地研究血液在心血管中流动特性，建立了本构方程来刻画血
液的流动行为；以医用材料为基础的多学科相结合，开始早期的人 工器官如人工肾、人工肺、人工晶体、人工心瓣膜的研制和临床应 用。
本构规律：指生物体、组织器官的力学 性质，特别是其应力与应变的规律，称为本 构规律。
本构方程：如果能将本构规律以数学方 程的形式表达出来，这一方程即称为本构方 程。
近年来，由于医学科学技术的发展．仿 生学、宇航技术的进步，给生物力学提出了 一系列问题，促进了生物力学的蓬勃发展。 60年代后期，电子计算机开始用于医学，为 生物力学开辟了新的前景。
生物力学的研究开始于60年代。1960年 ，美国的第一届仿生学讨论会引起了人们对 生物力学的注意和兴趣。此后，美、欧、日 、苏、澳、加等国都相继建立了专门的研究 机构，并多次召开国际性生物流变学会议和 生物力学讨论会。
动物实验表明：钴铬钼合金有较好的生理
相容性，但长期使用这种台金制成的人工关 节，其血液与头发中钴的含量明显增加。
《生物工程》课件
酶的稳定性
酶在一定的条件下可以保持 稳定，但在某些条件下可能 会失活。
酶工程的基本技术
01
酶的分离与纯化
通过物理、化学或生物的方法将 酶从原料中分离出来，并进行纯
化，得到高纯度的酶。
03
酶的修饰
通过化学或基因工程技术对酶进 行修饰，以提高其稳定性、改变 其催化特性或降低生产成本。
02
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在一定载体 上，使其保持活性并可重复使用
总结词
细胞工程的应用包括制备单克隆抗体、干细胞治疗、 转基因动物和植物的培育等。
详细描述
制备单克隆抗体是细胞工程的重要应用之一，通过杂 交瘤技术将免疫细胞与肿瘤细胞融合，制备出能够产 生单一抗体的杂交瘤细胞。干细胞治疗是利用干细胞 的分化能力，将干细胞移植到病变组织中，以修复和 替代受损的细胞和组织。转基因动物和植物的培育是 通过基因转移技术，将外源基因导入动物或植物的受 精卵中，培育出具有新性状的转基因动物或植物。
资源环境问题
生物工程在生产过程中可能产生环境 污染和资源浪费问题。
如何应对生物工程的挑战
加强伦理道德规范
制定严格的伦理道德规范，确保生物工程技 术的合理应用。
加强技术监管
建立完善的技术监管体系，防止技术误用或 滥用。
完善知识产权制度
制定合理的知识产权制度，保护创新成果， 促进技术转移转化。
推动可持续发展
04
CATALOGUE
酶工程
酶工程的定义与原理
酶工程的定义
酶工程是利用酶的催化性质 ，通过生物技术手段将原料 转化为有用物质的一门技术 。
酶工程的基本原理
酶是一种具有高效催化能力 的蛋白质，能够在温和的条 件下催化化学反应，具有高 度的专一性和选择性。
生物工程进展PPT课件
工业领域
生物催化、生物质能源、生物 材料等。
环保领域
废水处理、固体废物处理、生 态修复等。
基因工程进展
02
基因工程技术
基因克隆技术
通过将外源基因插入到载体中，实现基因的体外复制 和表达。
基因转录技术
利用逆转录酶将RNA逆转录成cDNA，实现基因的克 隆和表达。
基因表达技术
通过构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞， 实现基因的表达和调控。
细胞工程进展
03
干细胞研究
01
02
03
胚胎干细胞
具有发育的全能性，可分 化为任何类型的细胞，为 疾病治疗和组织修复提供 无限可能。
成体干细胞
存在于人体某些组织中， 具有多向分化潜能，可修 复受损组织。
诱导多能干细胞
通过特定因子诱导成熟细 胞逆转为多能干细胞，为 疾病研究和治疗提供新的 途径。
细胞培养与细胞分化
要点二
生物材料的进展
随着科技的不断进步，新型生物材料不断涌现，如可降解 材料、纳米生物材料等，为生物工程领域的发展提供了更 多可能性。
生物反应器的设计与优化
生物反应器的设计
生物反应器是生物工程中的重要设备，其设计需要考 虑多种因素，如微生物或细胞的生长特性、反应条件 等。
生物反应器的优化
为了提高生物反应器的效率和稳定性，需要对其进行 优化，如改进反应器结构、优化操作参数等。
组织工程
组织工程的基本原理
利用生物材料、细胞和生物反应器等技术构建人体组织和器官。
组织工程的应用
用于修复和替换受损的组织和器官，如人工关节、皮肤等。
酶工程进展
04
酶的筛选与改造
酶的筛选
从微生物、动植物等生物资源中筛选具有特定催化功能的酶，是酶工程研究的重要基础。随着基因组 学和蛋白质组学的发展，高通量筛选技术为酶的筛选提供了有力支持，能够快速发现新的酶。
《生物工程》PPT课件
该技术的基本原理是植物细胞的全能性。珊已得到 广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种，培养脱毒 苗等。
完整版课件ppt
17
细胞工程的应用
• ３、试管婴儿
是指将精子和卵子从人体内取出来，在人工 提供的生活条件下（通常是试管内）进行受精， 并让其发育到一定的阶段形成早期胚胎，再将其 移植到“代理母亲”的子宫内继续发育，直至诞 生。
完整版课件ppt
23
细胞工程应用例1、多莉羊答案3
⑶白色、多莉羊的全部核 基因来自白色绵羊。
完整版课件ppt
24
细胞工程应用例1、多莉羊答案4
⑷全能性
完整版课件ppt
25
细胞工程应用例1、多莉羊答案5
⑸保护濒危物种，繁育优育 品种，医学上克隆器官等。
完整版课件ppt
26
完整版课件ppt
27
9
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化 酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病 用于加工和生产
一些产品 用于化验诊断和
水质监控 用于生物工程其
他分支领域
酶制剂的应用
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
完整版课件ppt
10
发酵和发酵工程的概念
完整版课件ppt
13
微生物的生长
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各 种酶、ATP
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢产
物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
完整版课件ppt
17
细胞工程的应用
• ３、试管婴儿
是指将精子和卵子从人体内取出来，在人工 提供的生活条件下（通常是试管内）进行受精， 并让其发育到一定的阶段形成早期胚胎，再将其 移植到“代理母亲”的子宫内继续发育，直至诞 生。
完整版课件ppt
23
细胞工程应用例1、多莉羊答案3
⑶白色、多莉羊的全部核 基因来自白色绵羊。
完整版课件ppt
24
细胞工程应用例1、多莉羊答案4
⑷全能性
完整版课件ppt
25
细胞工程应用例1、多莉羊答案5
⑸保护濒危物种，繁育优育 品种，医学上克隆器官等。
完整版课件ppt
26
完整版课件ppt
27
9
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化 酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病 用于加工和生产
一些产品 用于化验诊断和
水质监控 用于生物工程其
他分支领域
酶制剂的应用
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
完整版课件ppt
10
发酵和发酵工程的概念
完整版课件ppt
13
微生物的生长
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各 种酶、ATP
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢产
物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
生物工程(综合性应用学科)
专业学校排名
国外院校排名
国内院校排名
1约翰霍普金斯大学[Johns Hopkins University]综合排名：第14名 2佐治亚理工学院[Georgia Institute of Technology]综合排名：第35名 3加利福尼亚大学圣地亚哥分校[University of California–San Diego]综合排名：第38名 4华盛顿大学[University of Washington]综合排名：第42名 5杜克大学[Duke University]综合排名：第8名 6波士顿大学[Boston University]综合排名：第57名 7宾夕法尼亚大学[University of Pennsylvania]综合排名：第5名 8麻省理工学院[Massachusetts Institute of Technology (MIT)]综合排名：第7名 9莱斯大学[Rice University]综合排名：第17名 10华盛顿天主教大学[Case Western Reserve University]综合排名：第41名 11密歇根大学-安娜堡分校[University of Michigan–Ann Arbor]综合排名：第25名
开办院校
浙江省：浙江万里学院、浙江大学、浙江工业大学、浙江科技学院、宁波大学、浙江工商大学、中国计量大 学、浙江中医药大学、浙江科技学院、湖州师范学院、台州学院、嘉兴学院、浙江树人学院
北京：北京航空航天大学、中国农业大学、北京林业大学、北京理工大学、北京化工大学、北京工商大学、 北京联合大学、首都师范大学、北京师范大学、北京工业大学、北京农学院
相对口专业要求更高学历，本科毕业后工作相对难找，为此很多学生进一步深造学习，就业的一般从事层次 较低的技术工作或干脆放弃本专业而转行。
植物生物工程实验二(植物DNA的提取)演示课件.ppt
实验原理（DNA提取）
DNA提取的原则
保证DNA一级结构的完整性 排除其它分子的污染
RNA、蛋白质、多糖等
精选课件
DNA存在部位
主要存在于 细胞核中， 线粒体和叶 绿体中也少 量存在
精选课件
DNA提取的方法
基因组DNA的提取
CTAB法 SDS法
质粒DNA的提取
碱裂解法 煮沸法
线粒体、叶绿体DNA的提取
差速离心结合SDS裂解法
精选课件
在浓氯化钠溶液(1～2mol/L)中,DNA核蛋白的溶解 度很大,RNA核蛋白的溶解度很小;而在稀氯化钠溶 液(0.14mol/L)中,DNA核蛋白的溶解度很小,RNA核 蛋白的溶解度很大.因此,可利用不同浓度的氯化钠 溶液将DNA核蛋白和RNA核蛋白从样品中分别抽提 出来.
根据OD260定量：
測定260nm吸光值，OD=1.0代表值如下： a. ds DNA (double stranded DNA) = 50 mg/ml b. ss DNA (single stranded DNA) = 40 mg/ml c. oligonucleotide = 33 mg/ml
Template pH dNTPs Gelatin Primers Mg2+ oncentration Enzyme Total volume
10 attomoles(~1×106 molecules) 8.4（10mM Tris-Hcl） 200 μ M(each one) 100 g/ml (optional) 0.5 μ M(each one);(0.1—1.0μ M) >0.5mM< 10mM 1 unit 25—100μ l
《生物工程技术》PPT课件
紫草色素的成功提取生产，可作为天然
的食品添加剂，抗菌化妆品……但紫草
资源短缺：我国已把用细胞发酵工程生
产紫草素作为国家重点发展项目。
完整版课件ppt
4
紫草
(Lithospermum erythrorhizon) 色 素(shikonin)的成 功提取生产，可 作为天然的食品 添加剂，抗菌化 妆品……。
完整版课件ppt
1
1、生物工程技术在品种改良中的应用。
（1）细胞技术：
理论依据：“全能性”，把植物体的某 个器官，甚至单个细胞分离出来后单独 培养都能分化再生出完整植株，
“变异频率”比传统的用物理、化学方 法要高， 实现“短、平、快”育种，常 规育种比较“慢”。
目前已育成投产的：玉米和烟草抗除草 剂的种子，我国在作物育种细胞技术方 面处于世界领先行列，已有明显效益的 有以下几种：
完整版件ppt
5
③细胞融合：远缘杂交育种。
④脱除植物病毒：
植物病毒是一类重要植物病害，其特点： 在植物营养器官中是系统分布的，许多 用无性繁殖的植物一旦感染病毒后，就 会世世代代传下去，对产量影响极大， 如土豆、山芋、大蒜、百合等块根，越 来越小，以及草莓果实变小，都与感染 病毒有关，但种子带毒的种类不多，植 物生长点是没病毒的。
完整版课件ppt
6
因此：生物技术专家用显微手术从感毒 的植株上把茎尖剪下，组掊后再生植株 成为“脱毒苗”，经脱毒处理的土豆、 草莓、大蒜、百合、甘蔗等作物的产量 都可成倍增加，脱毒技术对园艺花卉的 作用更奇妙，兰花、菊花、香石竹等名 贵花卉脱毒后，花大色艳，提高竞争力。
部分脱毒花卉介绍：
完整版课件ppt
国内外生物技术专家已成功在数十种植 物上完成了上百项试验。许多转基因植物 已经育成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• ⑶细胞培养技术
是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在 人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的 光照、温度和pH值等）进行培养技术。
由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组 织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、 花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而 快速、大量繁殖一些有价值的植物。
2020年10月2日
11
发酵工程的内容
基因工程
1菌种的选育
细胞工程
诱变育种
2配置培养基和灭菌
3扩大培养和接种
PH
溶氧
4发酵过程
温度
搅拌
5发酵产物的分离和提取
2020年10月2日
12
配置培养基原则及灭菌
1目的明确：自养或是异养
2营养物质协调：碳源、氮源、无机盐 水、生长因子
3PH值适宜
灭除一切杂菌：如孢子、芽孢等
高三生物专题复习
授课人：章娟姐
2020年10月2日
1
克隆羊
问题1 ：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？
问题2 ：克隆羊多利的产生是属于哪一项 生物工程技术？
2020年10月2日
2
生物工程的概念、特点、内容
1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有
机结合而兴起的一门综合性科学技术。
2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理
和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白 质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生 物或生物制品。
3、内容： ❖基因工程 ❖ 细胞工程
❖ 发酵工程
❖ 酶工程
2020年10月2日
3
基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人 类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和 载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所需的 蛋白质的技术。
8
三、酶工程概念、特点
• ⒈酶工程的概念： • 酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的 生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。
•⒉酶工程的特点：
•酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件 温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品 种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产 生的污染物少。
2020年10月2日
2020年10月2日
7
第三步：目的基因的导入和表达
通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使 目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。
基因工程例1、基因工程方法
•基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药 物、培育特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅 力和其它传统育种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答
• ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水 平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有 用的产品及服务。
• ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细 菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞，培 育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因转移 到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。另外在 基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移植等方面 也展现出广阔的前景。
•①鸟枪法 •②分子杂交法 •③反（逆）转录法 •④人工合成法
2020年10月2日
6
第二步：目的基因与运载体结合
是指将不同来源的DNA重组。一般将目的基因和运 载体（细菌的质粒、噬菌体等）用相同的限制性内 切酶切断，将用适宜的DNA连接酶将其粘性末端连
接，形成重组DNA 。
运载体的选择
1能在宿主细胞内复制并稳定的保存 2具有多个限制酶切点， 3具有某些标记基因
9
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化பைடு நூலகம்酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病
用于加工和生产 一些产品
用于化验诊断和 水质监控
用于生物工程其 他分支领域
酶制剂的应用
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
2020年10月2日
10
发酵和发酵工程的概念
3. ⑴细胞融合技术
4. 是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融合成 一个细胞的技术。 （如下图）
仙苔病毒、硫酸二乙酯 等促融剂
融合
2020年10月2日
15
细胞工程的类型
• ⑴细胞拆合技术 也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细
胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的不同 细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。
⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀” 是 DNA限制性内切酶，基因的“针线”是DNA连接酶 ，基因的“
输工具”是 目的基因的运载体（质粒等） 。
⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物 新品种的主要优点是：①目的性强 ②育。种周期短
③克服远缘杂交的障碍
2020年10月2日
•⑵发酵工程：是指采用工程技术手段，利用生物的某些功
能，为人类生产有用的生物产品一种技术。
•这里所指的生物，包括来自自然界微生物、基因重组微生 物和各种来源的动物细胞和植物细胞。 •这里所说的产品，包括利用基因工程菌生产人的胰岛素、 干扰素等药品，也包括人们所熟知的利用酵母菌发酵制造啤 酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌生 产青霉素等
2020年10月2日
4
限
DNA
控制产生胰岛 制 素的基因片段 酶
1
人体细胞
DNA 质粒 2
限制酶
细菌细胞
2020年10月2日
利用生物工程获得胰岛素
胰岛素
5
基因工程基本步骤
• 第一步：获取目的基因：
• 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的 完整的遗传信息的DNA片段。
目的基因 获取方法
目的基因 获取方法
2020年10月2日
16
2020年10月2日
13
微生物的生长
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各 种酶、ATP
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢
产物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
解死亡，释放代谢产物
2020年10月2日
14
细胞工程概念和类型
1. 概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学 的方法，通过某种工程学手段，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或 获得细胞产品的一门综合技术科学。
2. 类型：就技术范围而言，大致有细胞融合技术、细 胞拆合技术、染色体导入技术、胚胎移植技术、和细胞 组织培养技术等。
是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在 人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的 光照、温度和pH值等）进行培养技术。
由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组 织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、 花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而 快速、大量繁殖一些有价值的植物。
2020年10月2日
11
发酵工程的内容
基因工程
1菌种的选育
细胞工程
诱变育种
2配置培养基和灭菌
3扩大培养和接种
PH
溶氧
4发酵过程
温度
搅拌
5发酵产物的分离和提取
2020年10月2日
12
配置培养基原则及灭菌
1目的明确：自养或是异养
2营养物质协调：碳源、氮源、无机盐 水、生长因子
3PH值适宜
灭除一切杂菌：如孢子、芽孢等
高三生物专题复习
授课人：章娟姐
2020年10月2日
1
克隆羊
问题1 ：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？
问题2 ：克隆羊多利的产生是属于哪一项 生物工程技术？
2020年10月2日
2
生物工程的概念、特点、内容
1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有
机结合而兴起的一门综合性科学技术。
2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理
和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白 质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生 物或生物制品。
3、内容： ❖基因工程 ❖ 细胞工程
❖ 发酵工程
❖ 酶工程
2020年10月2日
3
基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人 类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和 载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所需的 蛋白质的技术。
8
三、酶工程概念、特点
• ⒈酶工程的概念： • 酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的 生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。
•⒉酶工程的特点：
•酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件 温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品 种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产 生的污染物少。
2020年10月2日
2020年10月2日
7
第三步：目的基因的导入和表达
通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使 目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。
基因工程例1、基因工程方法
•基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药 物、培育特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅 力和其它传统育种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答
• ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水 平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有 用的产品及服务。
• ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细 菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞，培 育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因转移 到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。另外在 基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移植等方面 也展现出广阔的前景。
•①鸟枪法 •②分子杂交法 •③反（逆）转录法 •④人工合成法
2020年10月2日
6
第二步：目的基因与运载体结合
是指将不同来源的DNA重组。一般将目的基因和运 载体（细菌的质粒、噬菌体等）用相同的限制性内 切酶切断，将用适宜的DNA连接酶将其粘性末端连
接，形成重组DNA 。
运载体的选择
1能在宿主细胞内复制并稳定的保存 2具有多个限制酶切点， 3具有某些标记基因
9
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化பைடு நூலகம்酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病
用于加工和生产 一些产品
用于化验诊断和 水质监控
用于生物工程其 他分支领域
酶制剂的应用
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
2020年10月2日
10
发酵和发酵工程的概念
3. ⑴细胞融合技术
4. 是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融合成 一个细胞的技术。 （如下图）
仙苔病毒、硫酸二乙酯 等促融剂
融合
2020年10月2日
15
细胞工程的类型
• ⑴细胞拆合技术 也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细
胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的不同 细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。
⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀” 是 DNA限制性内切酶，基因的“针线”是DNA连接酶 ，基因的“
输工具”是 目的基因的运载体（质粒等） 。
⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物 新品种的主要优点是：①目的性强 ②育。种周期短
③克服远缘杂交的障碍
2020年10月2日
•⑵发酵工程：是指采用工程技术手段，利用生物的某些功
能，为人类生产有用的生物产品一种技术。
•这里所指的生物，包括来自自然界微生物、基因重组微生 物和各种来源的动物细胞和植物细胞。 •这里所说的产品，包括利用基因工程菌生产人的胰岛素、 干扰素等药品，也包括人们所熟知的利用酵母菌发酵制造啤 酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌生 产青霉素等
2020年10月2日
4
限
DNA
控制产生胰岛 制 素的基因片段 酶
1
人体细胞
DNA 质粒 2
限制酶
细菌细胞
2020年10月2日
利用生物工程获得胰岛素
胰岛素
5
基因工程基本步骤
• 第一步：获取目的基因：
• 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的 完整的遗传信息的DNA片段。
目的基因 获取方法
目的基因 获取方法
2020年10月2日
16
2020年10月2日
13
微生物的生长
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各 种酶、ATP
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢
产物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
解死亡，释放代谢产物
2020年10月2日
14
细胞工程概念和类型
1. 概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学 的方法，通过某种工程学手段，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或 获得细胞产品的一门综合技术科学。
2. 类型：就技术范围而言，大致有细胞融合技术、细 胞拆合技术、染色体导入技术、胚胎移植技术、和细胞 组织培养技术等。