现代生物技术简介(课件)
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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
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
现代环境生物技术PPT课件
现代环境生物技术
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
现代生物技术 ppt课件
④ 有目的产品: 目的产品有三新特 征: 新遗传功能、新遗传性状、新 物种。要有合乎人类所需的工业、 农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段 传统生物技术 现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程 有性繁殖，转基因技术：
细胞工程 转基因药物 转基因动植物 无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验 阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发 酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术 从 单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品， 该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增 添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理
Βιβλιοθήκη (3)生态工程与传统农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成 环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成 环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
7现代生物技术 酶工程与蛋白质工程 教学课件
生物发光分为两种，一种是由生物体内一种荧光酶作为催化剂参与发光反 应，另一种是生物体内某种蛋白质本身能发光。前者早在上世纪初就已被研究 得较为全面，而发光蛋白质的系统研究起源于上世纪50年代下村修所做的开 创性工作。
1955年两位美国海洋生物学家达文波特与尼可，首次发现了水母可以发 绿光，但他们无法解释原因，这一发现被下村修敏锐地捕捉到了。1961年， 当时还在普林斯顿大学工作的下村修与同事们，在当地的星期五港附近收 集了约一万只水母来研究，终于在一种叫做维多利亚水母的体内，分离纯 化了水母中的发光蛋白——水母素。他们还发现了另外一种蛋白，它在阳 光下呈绿色、钨丝下呈黄色、紫外光下呈强烈绿色。经过研究发现，这是 钙离子在与水母素的交互作用中发生了能量交换，从而产生了发光效应(一 种能量释放形式)。
诺贝尔化学奖解读 “绿色荧光蛋白”让未知世界显影
当地时间10月8日11时45分，诺贝尔自然科学奖最后一个奖项化学奖在 瑞典皇家科学院揭晓。3位美国科学家 ——美国伍兹·霍尔海洋生物学研究所 日裔科学家下村修、哥伦比亚大学神经生物学教授马丁·查尔菲、加州大学圣 迭戈分校华裔生物学家钱永健，因为发现了在生物化学领域极为重要的“绿色 荧光蛋白”而获此殊荣，3人将平分1000万瑞典克朗 (约140万美元)的奖金。 日本《读卖新闻》10月12日对该奖项进行了解读。
3、蛋白质芯片的制备
• 固相载体的选择和处理：膜载体；玻片载体 • 蛋白质靶标的处理：纯度高，并具生物活性 • 蛋白质靶标的固定 • 蛋白质芯片的封闭
4、蛋白质芯片的检测
标记：荧光染料；酶；融luorescent protein，GFP
绿色萤光蛋白最早是由下村修等人在1962年在一种学名 Aequorea victoria的水母中发现。其基因所产生的蛋白质， 在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色萤光。这个发光 的过程中还需要冷光蛋白质Aequorin的帮助，且这个冷光 蛋白质与钙离子(Ca+2)可产生交互作用。它是一种化学性 能稳定的小分子蛋白质,它能在紫外光激发下发出易于检测的 绿色荧光。gfp基因与目的基因相连接,不影响目的基因表达 且能较好地标识出目的基因位置。现已证实它是一种重要的 标记基因,在应用基因治疗胶质细胞瘤、探讨肿瘤侵袭机制与 模式,以及研究肿瘤微血管构建等方面具有重要作用。
1955年两位美国海洋生物学家达文波特与尼可，首次发现了水母可以发 绿光，但他们无法解释原因，这一发现被下村修敏锐地捕捉到了。1961年， 当时还在普林斯顿大学工作的下村修与同事们，在当地的星期五港附近收 集了约一万只水母来研究，终于在一种叫做维多利亚水母的体内，分离纯 化了水母中的发光蛋白——水母素。他们还发现了另外一种蛋白，它在阳 光下呈绿色、钨丝下呈黄色、紫外光下呈强烈绿色。经过研究发现，这是 钙离子在与水母素的交互作用中发生了能量交换，从而产生了发光效应(一 种能量释放形式)。
诺贝尔化学奖解读 “绿色荧光蛋白”让未知世界显影
当地时间10月8日11时45分，诺贝尔自然科学奖最后一个奖项化学奖在 瑞典皇家科学院揭晓。3位美国科学家 ——美国伍兹·霍尔海洋生物学研究所 日裔科学家下村修、哥伦比亚大学神经生物学教授马丁·查尔菲、加州大学圣 迭戈分校华裔生物学家钱永健，因为发现了在生物化学领域极为重要的“绿色 荧光蛋白”而获此殊荣，3人将平分1000万瑞典克朗 (约140万美元)的奖金。 日本《读卖新闻》10月12日对该奖项进行了解读。
3、蛋白质芯片的制备
• 固相载体的选择和处理：膜载体；玻片载体 • 蛋白质靶标的处理：纯度高，并具生物活性 • 蛋白质靶标的固定 • 蛋白质芯片的封闭
4、蛋白质芯片的检测
标记：荧光染料；酶；融luorescent protein，GFP
绿色萤光蛋白最早是由下村修等人在1962年在一种学名 Aequorea victoria的水母中发现。其基因所产生的蛋白质， 在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色萤光。这个发光 的过程中还需要冷光蛋白质Aequorin的帮助，且这个冷光 蛋白质与钙离子(Ca+2)可产生交互作用。它是一种化学性 能稳定的小分子蛋白质,它能在紫外光激发下发出易于检测的 绿色荧光。gfp基因与目的基因相连接,不影响目的基因表达 且能较好地标识出目的基因位置。现已证实它是一种重要的 标记基因,在应用基因治疗胶质细胞瘤、探讨肿瘤侵袭机制与 模式,以及研究肿瘤微血管构建等方面具有重要作用。
第10章现代生物技术的应用ppt课件
2023/12/31
35 35
酶工程的应用：
1、开发新型食品添加剂：酶工程加快了新酶源的开发，使功能性食品添加剂，如营 养强化剂、低热量的甜味剂、食甩纤维和脂肪替代品等得到迅速发展。
2、酶工程在食品保鲜中的应用：酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用，防止或消除 外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质与特性的技术。
2023/12/31
31 31
蛋白质工程的应用：
1、改善酶性质，提高酶活性和酶耐性 2、创造新型蛋白质
2023/12/31
32 32
细胞工程：
细胞工程是在细胞水平上改造生物遗传特性和生产性能，以获得特定的细胞、 细胞产品或新生物体的技术，包括细胞融合、细胞培养及细胞核移植等。利用细胞 杂交、 细胞培养等技术可获得遗传性状有所改良的新菌株或动植物细胞、生产食品 添加剂与酶制剂等。典型的是用于味精生产的优良谷氨酸生产菌的育种，继而出现 的必需氨基酸生产菌株的育种都应用到细胞融合技术。如L-苏氨酸和L-赖氨酸均已用 于生产；酱油曲霉菌经细胞融合技术选育后，酱油的品质明显提高。另外，酒精酵 母、酶制剂生产菌的育种多采用细胞工程技术，均得到了非凡的成果，在食用酒精 和食品专用酶的生产中发挥了巨大的效能。
2023/12/31
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一、在氨基酸生产中的应用
1.在酶法生产方面，主要通过克隆某些酶系基因来生产氨基酸 如 在L-Trp生产中，利用色氨酸合成酶基因和丝氨酸转羟甲基酶基
因的重组质粒，在E.coli中克隆化;可使L-Trp产量高达9g/L 2.在利用转氨酶反应生产氨基酸方面，将相应的转氨酶基因克隆到工程 菌中
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14
2.增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数
现代生物技术概论
一 传统生物技术的产生
古代酿酒、制酱、醋……接种疫苗等技术
古代生物技 术——与人类 文明同步
Karl Ereky于1917年提出“生物技术”
20世纪40年代 抗生素工业化生产 50年代 氨基酸发酵工业 60年代 酶制剂工业
近代生物 技术—— 20世纪 （20~60 年代）
古代生物技术特点：
以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作坊式的生物技术
转基因食品的安全性问题； 动物体细胞克隆技术对社会伦理、道 德的影响； 个人的基因组序列是否成为隐私； ……
复习思考题
• 什么是生物技术，它包括哪些基本的内容？它对 人类社会将产生怎么样的影响？
• 为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其 他学科有什么关系？
• 简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与 传统生物技术的关系。
四 解决能源危机，治理环境污染
1、解决能源危机 化石能源 生物能源
提高石油的开采率 2、环境保护
微生物降解环境污染物
五 制造工业原料，生产贵重金属
1 制造工业原料 利用发酵技术来生产食品工业原料、化学 工业原料；
2 生产贵重金属 主要利用细菌的浸矿技术提炼贫矿、
尾矿和废矿中的稀有金属和贵重金属
六 生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响
现代生物技术特
点：
以基因为源头，基 因工程和基因组工程 为主导技术，与其他 高技术相互交叉、渗 透并将对社会和经济 产生深远的影响，可 能改变未来经济和人 类生活的一项关键技 术.
第三节 生物技术对经济社会发展的影响
一 改善农业生产，解决食品短缺
1.提高农作物产量及其品质
(1)培育抗逆的作物优良品系 如培育抗生物逆境与非生物逆境的农作物（象水稻、 小麦、玉米、番茄、棉花等）（基因工程）
部编人教版八年级生物下册《现代生物技术》精品ppt课件
1.老师引导学生归纳本课知识点。 2.师生共同反思学习心得。
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教科书本课课后习题第一题。完 成后同桌之间相互订正
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。பைடு நூலகம்
【自主预习】
2．转基因技术可以使动物、植物甚至微生物
成为制造药物的_“__微__型__工__厂__”___。
3．如果基因诊断的结果确实发现了某人有
_基__因__缺__陷___或_基__因_ _破__损___等问题，就可以通
过转基因技术转换病人细胞中 损坏 了的基因
或引入
的基因，使其遗传病得到根治。
【随堂检测】
8．（2018•柘城县一模）人胰岛素是科学家最 早利用转基因技术使细菌产生的一种重要的人 体蛋白质．此过程中转移的对象是（B） A．人的DNA B．人胰岛素基因 C．细菌基因 D．细菌DNA
【课后练习】
9．（2018•济源二模）我国科学家将苏云金芽 孢杆菌中能够产生杀虫毒素的基因转移到棉花 体内，成功培育了一系列抗虫棉品种。该项生 物技术属于（B） A．克隆技术 B．转基因技术 C．发酵技术 D．细胞工程
【课后练习】
16．（2018春•陆丰市期中）将大鼠生长激素基 因用显微注射的方法，转入小鼠的受精卵中， 再移植到小鼠体内发育，生出的小鼠比普通小 鼠的生长速度快2～3倍。该实验能够说明的是 （C） A．生物的遗传基因与性状之间是相互影响的 B．传给小鼠的应该是性状，而不是基因 C．相应的基因控制表达相应的性状 D．生物的很多性状是能够遗传给下一代的
【课后练习】
19．（2017•中山校级模拟）下列不是利用转基 因技术获得的成果的是（D） A．耐储藏的西红柿 B．乳汁中含有凝血因子的山羊 C．高蛋白含量的马铃薯和玉米 D．在凝乳酶作用下的奶酪
《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。
THANKS
感谢观看
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
现代生物技术在育种上的应用-PPT课件
跟踪训练 下列关于植物细胞杂交目的的叙述 中，错误的是( ) A．把两个植株的优良性状集中在杂种植株上 B．克服远缘杂交不亲和的障碍 C．获得杂种植株 D．实现原生质体融合 解析：选D。植物细胞杂交的目的是获得杂种植 株，而不仅仅是为了实现原生质体融合，A、B 两项也正确。
核心要点突破
转基因技术育种
1．概念理解 (1)基因工程技术又称DNA重组技术，即通过将 人类需要的基因重组到某种生物的DNA中，使 这种生物出现人类需要的新性状。 (2)转基因技术育种也叫基因工程育种，这一技 术突破了生物的种间界限，从分子水平上有目 的地改造了生物的遗传物质，因此具有很大的 发展前景。
例2 动物细胞融合和植物细胞杂交的比较中， 正确 的是( ) A．诱导融合的方法完全相同 B．所用的技术手段完全相同 C．采用的原理完全相同 D．都能形成杂种细胞 【尝试解答】 D
【解析】 动物细胞融合和植物细胞杂交这两 项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。 这个融合过程所用的技术基本上是相同的。对 于诱导方法来说，除动物细胞的融合常需要用 灭活的病毒做诱导剂外，其他也是基本相同的。 但是，植物细胞杂交在完成细胞融合后，还要 将杂种细胞培育成植株，所以，它们所应用的 技术手段是有差别的。至于所采用的原理，植 物细胞杂交是依据细胞膜的流动性和细胞的全 能性，而动物细胞融合就没有依据细胞的全能 性，只是依据细胞膜的流动性。
细胞杂交育种
1．概念理解 (1)植物体细胞杂交原理是细胞膜的流动性和细胞 的全能性；动物体细胞杂交原理为细胞膜的流动 性。 (2)植物体细胞杂交的用途是获得杂种植株，动物 体细胞杂交的用途是获得单克隆抗体。 2．植物体细胞杂交过程
特别提醒
①不同种属之间存在生殖隔离，用常规方法难以实 现杂交。植物体细胞杂交为改良植物遗传特性和培 养新的作物品种开辟了一条新途径。体细胞杂交技 术打破了物种之间的生殖隔离，使得不同物种之间 的远缘杂交成为可能。
《现代生物技术》课件
细胞工程的基本原理包括细胞全能性 理论、细胞生长与分化理论、细胞融 合与基因转移理论等。
细胞工程的主要技术
细胞培养技术
通过体外培养细胞，实 现细胞的增殖、分化、
融合等操作。
细胞融合技术
将不同物种或同种不同 品系的细胞融合，以获 得具有新表型的杂种细
胞。
基因转移技术
将外源基因导入细胞， 实现基因的过表达、基 因敲除或基因修饰等操
有机酸的生产
氨基酸的生产
利用某些微生物发酵生产柠檬酸、乳酸等 有机酸，用于食品、医药和化工等领域。
利用微生物发酵法生产氨基酸，如谷氨酸 、赖氨酸等，用于食品、饲料和制药等领 域。
05
蛋白质工程
蛋白质工程的基本原理
蛋白质的结构与功能关系
蛋白质的结构决定了其功能，通过改变蛋白质的结构可以实现对其功能的调控 。
蛋白质的合成与表达
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成与表达。
蛋白质工程的主要技术
基因突变技术
通过基因突变技术，改变蛋白质的氨基酸序列，从而改变其结构 和功能。
蛋白质定向进化技术
通过模拟自然进化过程，对蛋白质进行定向进化，提高其性能或产 生新的功能。
蛋白质表达技术
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成 与表达。
合成生物学
02
通过设计和构建人工生物系统，实现新功能或优化现有功能，
为解决能源、环境等问题提供新思路。
细胞疗法
03
利用患者自身细胞进行疾病治疗，具有个性化、低副作用等优
势，是未来医疗领域的重要发展方向。
现代生物技术的社会影响与伦理问题
社会影响
现代生物技术的发展将改变农业生产方式、提高医疗水平和生活质量，但也可能 导致就业结构调整、基因歧视等问题。
细胞工程的主要技术
细胞培养技术
通过体外培养细胞，实 现细胞的增殖、分化、
融合等操作。
细胞融合技术
将不同物种或同种不同 品系的细胞融合，以获 得具有新表型的杂种细
胞。
基因转移技术
将外源基因导入细胞， 实现基因的过表达、基 因敲除或基因修饰等操
有机酸的生产
氨基酸的生产
利用某些微生物发酵生产柠檬酸、乳酸等 有机酸，用于食品、医药和化工等领域。
利用微生物发酵法生产氨基酸，如谷氨酸 、赖氨酸等，用于食品、饲料和制药等领 域。
05
蛋白质工程
蛋白质工程的基本原理
蛋白质的结构与功能关系
蛋白质的结构决定了其功能，通过改变蛋白质的结构可以实现对其功能的调控 。
蛋白质的合成与表达
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成与表达。
蛋白质工程的主要技术
基因突变技术
通过基因突变技术，改变蛋白质的氨基酸序列，从而改变其结构 和功能。
蛋白质定向进化技术
通过模拟自然进化过程，对蛋白质进行定向进化，提高其性能或产 生新的功能。
蛋白质表达技术
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成 与表达。
合成生物学
02
通过设计和构建人工生物系统，实现新功能或优化现有功能，
为解决能源、环境等问题提供新思路。
细胞疗法
03
利用患者自身细胞进行疾病治疗，具有个性化、低副作用等优
势，是未来医疗领域的重要发展方向。
现代生物技术的社会影响与伦理问题
社会影响
现代生物技术的发展将改变农业生产方式、提高医疗水平和生活质量，但也可能 导致就业结构调整、基因歧视等问题。
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5.5 酶反应器
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
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
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、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，结合先进的工程
技术手段和其他基础学科的科学原理，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。
现代生物技术简介
1 生物技术总论 1.1 生物技术的含义 1.2 生物技术发展历史
1.3 生物技术对经济社会发展的影响
2 基因工程
Байду номын сангаас 2.1 核酸的结构和功能
2.2 基因工程工具酶和DNA加工
2.3 基因克隆载体
2.4 目的基因 2.5 目的基因导入受体细胞
2.6 克隆子的筛选和鉴定 3 细胞工程 3.1 细胞工程的基础知识与基本技术 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
4 发酵工程 4.1 发酵工程概况
4.2 微生物发酵过程 4.3 发酵操作方式及工艺控制 4.4 发酵设备 4.5 下游加工过程 4.6 固体发酵 4.7 典型产品的发酵生产
5 酶工程
5.1 酶的发酵生产
5.2 酶的分离纯化
5.3 酶分子的改造
5.4 生物催化剂的固定化
其次，生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧 渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传 统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类 社会生活将产生深远的革命性的影响。
所以，生物技术是现实生产力，也是具有巨大 经济效益的潜在生产力。生物技术将是2l世纪 高技术革命的核心内容，生物技术产业将是 21世纪的支柱产业。
达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗、 环境污染的检测和治理等。
生物技术是由多学科综合而成的一门新学科。
就生物科学而言，它包括了微生物学、生物 化学、细胞生物学、免疫学、育种技术等几 乎所有与生命科学有关的学科，特别是现代 分子生物学的最新理论成就更是生物技术发 展的基础。
现代生命科学的发展已在分子、亚细胞、细 胞、组织和个体等不同层次上，揭示了生物 的结构和功能的相互关系，从而使人们得以 应用其研究成就对生物体进行不同层次的设 计、控制、改造或模拟，并产生了巨大的生 产能力。
8.4 疾病的基因治疗
8.5 人类基因组计划
9 生物技术与能源
9.1 微生物与石油开采
9.2 未来石油的替代物—乙醇
9.3 植物“石油”
9.4 甲烷与燃料源
9.5 未来新能源
10 生物技术与环境 10.1 污水处理 10.2 大气净化生物技术 10.3 固体垃圾的处理 10.4 生物恢复和生物淋溶技术 10.5 基因工程与污染处理 10.6 环境污染监测与评价的生物技术
生物技术不完全是一门新兴学科，它包括传统 生物技术和现代生物技术两部分。
传统的生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、 面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺；
现代生物技术则是指70年代末80年代初发展 起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基 因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技 术基本上都是指现代生物技术。
先进的生物技术手段是指基因工程、细胞工 程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技 术。
改造生物体是指获得优良品质的动物、植物 或微生物品系。生物原料则指生物体的某一 部分或生物生长过程所能利用的物质，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。
为人类生产出所需的产品包括粮食、医药、食 品、化工原料、能源、金属等各种产品。
1．1．2．2 细胞工程(cell
engineering)
一般认为，所谓的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， 加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物 质的过程。
1．1．2 生物技术的种类及其相 互关系
近几十年来，科学和技术发展的一个显著特 点就是人们越来越多地采用多学科的方法来解 决各种问题。这将导致综合性学科的出现，并 最终形成了具有独特概念和方法的新领域。
生物技术就是在这种背景下产生的一门综合性 的新兴学科。根据生物技术操作的对象及操作 技术的不同，生物技术主要包括以下5项技术 (工程)。
1．1．2．1 基因工程(gene engineering)
基因工程是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)。这种创造新生物并给予新生物以 特殊功能的过程就称为基因工程，也称DNA重组技 术。
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
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
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、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，结合先进的工程
技术手段和其他基础学科的科学原理，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。
现代生物技术简介
1 生物技术总论 1.1 生物技术的含义 1.2 生物技术发展历史
1.3 生物技术对经济社会发展的影响
2 基因工程
Байду номын сангаас 2.1 核酸的结构和功能
2.2 基因工程工具酶和DNA加工
2.3 基因克隆载体
2.4 目的基因 2.5 目的基因导入受体细胞
2.6 克隆子的筛选和鉴定 3 细胞工程 3.1 细胞工程的基础知识与基本技术 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
4 发酵工程 4.1 发酵工程概况
4.2 微生物发酵过程 4.3 发酵操作方式及工艺控制 4.4 发酵设备 4.5 下游加工过程 4.6 固体发酵 4.7 典型产品的发酵生产
5 酶工程
5.1 酶的发酵生产
5.2 酶的分离纯化
5.3 酶分子的改造
5.4 生物催化剂的固定化
其次，生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧 渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传 统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类 社会生活将产生深远的革命性的影响。
所以，生物技术是现实生产力，也是具有巨大 经济效益的潜在生产力。生物技术将是2l世纪 高技术革命的核心内容，生物技术产业将是 21世纪的支柱产业。
达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗、 环境污染的检测和治理等。
生物技术是由多学科综合而成的一门新学科。
就生物科学而言，它包括了微生物学、生物 化学、细胞生物学、免疫学、育种技术等几 乎所有与生命科学有关的学科，特别是现代 分子生物学的最新理论成就更是生物技术发 展的基础。
现代生命科学的发展已在分子、亚细胞、细 胞、组织和个体等不同层次上，揭示了生物 的结构和功能的相互关系，从而使人们得以 应用其研究成就对生物体进行不同层次的设 计、控制、改造或模拟，并产生了巨大的生 产能力。
8.4 疾病的基因治疗
8.5 人类基因组计划
9 生物技术与能源
9.1 微生物与石油开采
9.2 未来石油的替代物—乙醇
9.3 植物“石油”
9.4 甲烷与燃料源
9.5 未来新能源
10 生物技术与环境 10.1 污水处理 10.2 大气净化生物技术 10.3 固体垃圾的处理 10.4 生物恢复和生物淋溶技术 10.5 基因工程与污染处理 10.6 环境污染监测与评价的生物技术
生物技术不完全是一门新兴学科，它包括传统 生物技术和现代生物技术两部分。
传统的生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、 面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺；
现代生物技术则是指70年代末80年代初发展 起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基 因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技 术基本上都是指现代生物技术。
先进的生物技术手段是指基因工程、细胞工 程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技 术。
改造生物体是指获得优良品质的动物、植物 或微生物品系。生物原料则指生物体的某一 部分或生物生长过程所能利用的物质，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。
为人类生产出所需的产品包括粮食、医药、食 品、化工原料、能源、金属等各种产品。
1．1．2．2 细胞工程(cell
engineering)
一般认为，所谓的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， 加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物 质的过程。
1．1．2 生物技术的种类及其相 互关系
近几十年来，科学和技术发展的一个显著特 点就是人们越来越多地采用多学科的方法来解 决各种问题。这将导致综合性学科的出现，并 最终形成了具有独特概念和方法的新领域。
生物技术就是在这种背景下产生的一门综合性 的新兴学科。根据生物技术操作的对象及操作 技术的不同，生物技术主要包括以下5项技术 (工程)。
1．1．2．1 基因工程(gene engineering)
基因工程是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)。这种创造新生物并给予新生物以 特殊功能的过程就称为基因工程，也称DNA重组技 术。