现代生物技术概论(全套课件237P)

• 现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组 技术的建立为标志的。物技术时期关键以 分子生物学的理论为先导，基因工程技术 开始能作为生物技术新产品的一种开发手 段或关键技术后起始的。
二 Байду номын сангаас物技术的种类及其相互关系
1 基因工程 基因工程(gene engineering )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 工方法的生物的遗传物质,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 (基因)在新的宿主细胞或个体中大量表达,以获 得基因产物(多太或蛋白质).
• 过敏反应 • 过敏性休克：青霉素所致者最常见，链霉素所致也较多 见，头孢菌素类、红霉素等偶亦可引起。 • 药疹及药物热：多见使用青霉素、链霉素、磺胺药等， 药物热可与药疹同时出现，也可单独发生。 • 光敏反应：服药期间在暴露部位出现皮疹，四环素类以 及某些喹诺酮类较多见，严重者可出现皮肤红肿、水疱 等。 • 血管神经性水肿、血清病样反应：大多由青霉素引起。 • 二重感染 • 此为应用抗菌药物中出现的新感染，在长期应用广谱抗 菌药物的患者中较多见。广谱抗菌药物可抑制人体内敏 感菌的生长，导致耐药菌大量繁殖，成为优势菌，此时 如各种原发疾病、大手术等使机体免疫功能受损，优势 菌就可引起消化道、肺部、尿路、血流等感染，且治疗 困难，病死率较高。
现代生物技术概论
授课36节
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.
• 如今通过基因工程 琳琅满目如生物活 性物质酶、激素、 疫苗、干扰素、免 疫球蛋白、白细胞 介素、生长因子、 集落刺激因子等。
过分依赖抗生素催生超级细菌 噩梦或从此开始
最近，“超级细菌”肆虐，据报道，一些赴印度 接受治疗的患者感染了一种新型超级细菌，其含有一 种叫NDM-1的基因。这种细菌对现有的绝大多数抗生 素都“刀枪不入”，甚至对碳青霉烯类抗生素也具有 耐药性，而碳青霉烯类抗生素通常被认为是紧急治疗 抗药性病症的最后方法。这种变种超级细菌目前已经 传播到英国、美国、加拿大、澳大利亚、荷兰等国家， 有可能进一步在全世界蔓延。有专家甚至认为，这可 能预示着人类抗生素时代的终结。
• 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. • 5 蛋白质工程 • 蛋白质工程( protein engineering )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,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用要的新型 蛋白质的技术.
• （二）用于疾病的预防和诊治
• 由于传统的疫苗生产方法对某些疫苗的生产和使 用存在着免疫效果不佳、被免疫者有被感染的风 险等缺点，较多的基因工程式法生产重组疫苗则 可达到安全、高效的目的，现已临床广泛而目前 应用的基因重组疫苗有病毒性肝炎疫苗（包括甲 肝和乙肝疫苗等）、肠道传染病疫苗（包括零乱 和痢疾等）、寄生虫疫苗（包括疟疾和血吸虫 等）、流行性出血热疫苗、EB病毒疫苗等。
• 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。 • 此外。还可以应用基因工程技术生产诊断用 DNA试剂，称为DNA探针，主要用于诊断遗 传性疾病和各种传染病等。
• 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.
五大工程相互关系
生化工程
• 生物化学工程是生物化学反应的工程应用， 主要包括了发酵工程下游技术。即后提取。
• 第二节，第三节 不讲
第四节 现代生物技术的应用及发展前途
• • • • 应用： 一、提高生命质量，延长人类寿命 二、解决能源危机、治理环境污染 三、改善农业生产、解决食品短缺
• 一、提高生命质量，延长人类寿命
• “超级细菌”增多新药研制赶不上耐药菌繁殖 • 有75%感冒患者使用抗生素，视为“万能药”
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抗菌药的三大不良反应 ： 毒性反应 过敏反应 二重感染
• 毒性反应 • 肾脏：氨基糖苷类、多黏菌素类、四环素类、万古霉素、 磺胺药等均可导致不同程度的肾脏损害。 • 肝脏：红霉素类、磺胺类、利福平、氯霉素等均可引起 肝损害。 • 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。 • 造血系统：氯霉素、磺胺类、头孢菌素类可能引起贫血、 再生障碍性贫血。
• （一）用于开发新型药品 • 1977年，美国首先采用大肠杆菌作为基因工 程菌生产了人类第一个基因工程药物—人生长激 素释放抑制激素，开辟了药物生产的新纪元。若 采用常规方法生产5mg该激素，则需要50万头羊 的下丘脑，而用大肠杆菌基因工程法生产同等量 生长激素释放抑制激素，则仅需9L（升）细菌发 酵液，使其价格隆到每克300美元。