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》课程总复习
固定化酶 (细胞)的优点、固定化方法
酶分子的改造技术
酶反应器基本类型、生物传感器
酶工程的概念和基本过程（酶的分类）
*
第一节 酶的发酵生产
1
提高酶产量的措施 诱导物 阻遏物 表面活性剂 产酶促进剂
2
第三节 酶分子的改造
4
酶分子的修饰方法
5
第二节 酶的分离纯化
1
酶的制备技术(破碎细胞、溶剂抽提、离心分离、过滤 、浓缩、干燥);
杂合体的鉴别与ห้องสมุดไป่ตู้选
完全杂合、核质异源 酶解（纤维素酶）、分离、洗涤、鉴定
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2.3 人工种子 用人工种皮包被植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。
人工种子
解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题
*
制作过程
胚乳与褐藻酸钠混合后，加入胚状体，滴入到硝酸钙或CaCl2中， 2０分钟后，表面聚合，形成人工种子
03
*
重组子的筛选
筛选方法： 根据载体选择标记基因筛选
抗性筛选、蓝白斑筛选 gus 基因、荧光素酶基因luc、绿色荧光蛋白基因gfp， 根据报告基因筛选转化子 根据形成噬菌斑筛选转化子
*
重组子的鉴定
根据重组DNA分子特征鉴定重组子 根据重组DNA分子大小鉴定重组子、根据重组DNA分子酶切图谱鉴定、PCR法、DNA杂交、应用DNA芯片鉴定重组子、根据DNA核苷酸序列鉴定重组子
基因进行定点诱变并分离其突变体，引入表达载体生产并纯化大量突变性蛋白质，分析其性质指导进一步分子设计，以最终获得所预期性质的分子
1
2
蛋白质组学（Proteomics）
“Proteome”最终概念是指：一个基因组，一种生物或一种细胞或组织所表达的全套蛋白质。
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。
生物技术概论(第2版)(2019年高等教育出版社出版的图书)
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2019年6月21日，《生物技术概论（第2版）》由高等教育出版社出版。
内容简介
《生物技术概论（第2版）》主要论述了现代生物技术的概念、技术构成、研究内容、发展现状和开发利用前 景。结构共分3大模块，包括12个章节；其中技术模块涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶和蛋白质工程； 应用模块涉及生物技术在农业、食品、能源、人类健康和环境中的具体应用；法律与伦理模块涉及对生物技术发 明的保护以及生物技术的伦理与安全等基本问题。
教材特色
1、该教材观点新颖，内容全面、深刻、实用，表述通俗易懂。 2、该教材体现与生物技术相关的法律与伦理等问题。 3、该教材该书以技术为主线论述了现代生物技术前沿内容以及发展前景。
作者简介
周选围，男，1962年生，博士，陕西咸阳人。上海交通大学农业与生物学院教授、博士生导师。1984毕业于 现陕西理工大学并参加工作，分别在汉中师范学院、陕西理工学院、陕西理工大学工作至2004年，历任助教、讲 师、副教授、教授。工作期间在华东师范大学学习硕士学位课程，在上海师范大学学习获得博士学位。
教材目录（注：目录排版顺序为从列至右列 ）教学资源生物技术概论（第2版）数字课程与纸质教材一体化设计，包括微课视频、教学课件、延伸阅读等内容。
生物技术概论MOOC课程，该课程的主要目标就是在介绍生物技术的基本构成要件的基础上，介绍生物技术在 工农业生产和人类日常生活中的应用，以便学生能正确分析评价生产生活中涉及的生物技术安全和伦理问题。
该教材系统地论述了现代生物技术的概念、技术构成、研究内容、发展现状和开发利用前景，共分3大模块， 包括12个章节。
成书过程
成书背景
出版工作
21世纪，随着许多新兴的生物技术应用于工农业生产与产品开发，促进了医药、食品、环境等和人类生活相 关行业的飞速发展，主要体现在四个方面：一是利用基因工程、细胞工程技术对生物资源的改造与改良；二是利 用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品，如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品；三 是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等；四是利用酶工 艺、发酵技术、生物反应器等对传统生物体的加工工艺进行改造，降低能耗，提高产率和改善品质。
生物技术概论复习题及答案
生物技术概论复习题及答案一、名词解释1、生物技术：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：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：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、食品添加剂：是指为改善食品的品质（色、香、味）以及有防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物或天然物质。
5、湖泊的富营养化：由于环境的污染，象农业上的化肥、工业废水等大量排放使水中含有大量的营养元素象氮磷钾等非常丰富，使微生物生长迅速，造成富营养化。
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。
8、细胞融合：是指促融因子的作用下，将两个或多个细胞融合为一个细胞的过程。
9、抗原：凡能刺激机体免疫系统发生免疫应答的物质均称为抗原。
10、组织培养：指在无菌和人为控制外因（营养成分、光、温、湿）的条件下，培养研究植物组织、器官，甚至进而从中分化发育出整个植株的技术。
11、原生质体培养：是关于原生质体分离，原生质体纯化、原生质体培养、原生质体胞壁再生，细胞团形成和器官发生，等技术。
12、有益微生物：指对人类有帮助，能满足人们需求的某些微生物。
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 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
生物技术概论知识概要
11.动物细胞融合的基本过程：细胞准备 诱导融合 杂种细胞的选择 杂种细胞克隆
12.遗传物质的转移方法：显微注射技术 基因枪技术 电穿孔 磷酸钙共沉淀法
脂质体法 二乙胺乙基葡聚糖技术 反转录病毒感染 原生质体融合法
9.外植体：由活体植物上切取下来以进行培养的那部分组织或器官。
10.愈伤组织：植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织，由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。
11.微繁殖技术：利用组织培养方法将植物体某一部分的组织小块进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的。
（4）杂种细胞克隆：对选择出来的杂种细胞进行选择与纯化，在经过培养获得所需的无性繁殖系。
10.次级代谢产物具有以下特征;
(1) 次级代谢产物是由微生物产生的，不参与微生物的生长和繁殖。
（2）次级代谢产物的生物合成与初级代谢产物合成无关的遗传物质有关。
3) 有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。
4) 有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。
5) 尽量减少副产物的形成，便于产物分离纯化。
6) 原料价格低廉，质量稳定，取材容易。
7) 所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，有利于提高氧的利用率，降低能耗。
8) 有利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废”的物质。
6. 发酵生产常用的酵母菌：啤酒酵母、卡尔斯伯酵母、汉逊氏酵母属、假丝酵母属、红酵母属、毕赤氏酵母属。
7.工业常用的霉菌：藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉。子囊菌纲的红曲霉。半知菌类的曲霉及青霉等。
8.根据营养来划分培养基：天然培养基 合成培养基 综合培养基
生物技术概论名词解释
生物技术概论名词解释1. 嘿,小伙伴们,今天咱们来聊一个超级有意思的话题 - 生物技术。
说起这个,你们可别觉得太高深,其实它就像是科学家们玩的一个神奇积木游戏!2. 生物技术说白了就是人类运用生物的特性来解决问题的一门本事。
打个比方,就像是咱们给大自然装上了一个"遥控器",想让它往哪个方向发展就往哪个方向发展。
3. 要说这生物技术啊,可以分成好几个"法宝"。
基因工程就像是给生物装上了"剪刀"和"胶水",想剪哪段基因就剪哪段,想粘到哪里就粘到哪里,简直比变魔术还神奇。
4. 发酵工程可有意思了,它就像是生物界的"大厨房"。
把微生物当成小帮厨,让它们帮我们制作酱油、酸奶、啤酒这些美味。
这些小家伙们干活可卖力了,一天24小时不停歇。
5. 细胞工程就更厉害了,就像是给细胞开了个"美容院"。
想让细胞变成什么样就能变成什么样,甚至能让不同物种的细胞"联姻"。
这简直就是细胞界的"月老"嘛!6. 酶工程就像是请来了一群"生物小工人"。
这些酶啊,干活特别麻利,能把复杂的化学反应变得又快又准。
在食品、医药、洗涤剂等领域都能看到它们的身影。
7. 蛋白质工程则像是一个"蛋白质裁缝铺",能根据需要设计和改造蛋白质。
想让蛋白质更稳定?没问题!想让它活性更强?也行!简直就是蛋白质界的"私人定制"。
8. 生物技术在医疗领域可是立了大功。
它就像是给医生们发了一把"神奇钥匙",能打开治疗疾病的新大门。
比如胰岛素的生产,就是靠生物技术才能大规模制造的。
9. 在农业上,生物技术就像是给庄稼请了个"私人教练"。
通过改良品种,让作物产量更高、抗病性更强,甚至能让西红柿保质期更长,简直不要太厉害!10. 环保领域也少不了生物技术的身影。
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。
《现代生物技术概论》教案
《现代生物技术概论》教案第一章：生物技术的概念与发展1.1 生物技术的定义1.2 生物技术的发展历程1.3 生物技术的分类和应用领域1.4 生物技术在现代社会中的重要性第二章：基因工程2.1 基因工程的基本原理2.2 基因工程的工具和技术2.3 基因工程的应用领域2.4 基因工程技术在农业、医学和环境保护中的应用案例第三章：细胞工程3.1 细胞工程的基本原理3.2 细胞工程的技术和方法3.3 细胞工程的应用领域3.4 细胞工程技术在生物制药、组织工程和再生医学中的应用案例第四章：蛋白质工程4.1 蛋白质工程的基本原理4.2 蛋白质工程的技术和方法4.3 蛋白质工程的应用领域4.4 蛋白质工程技术在药物研发、生物材料和生物催化中的应用案例第五章：生物信息学与系统生物学5.1 生物信息学的定义与发展5.2 生物信息学的方法与技术5.3 系统生物学的基本原理与方法5.4 生物信息学与系统生物学在生物科学研究中的应用案例第六章：微生物技术与发酵工程6.1 微生物技术的基本概念6.2 发酵工程的原理与技术6.3 微生物技术与发酵工程在食品工业中的应用6.4 微生物技术与发酵工程在环境保护中的应用案例第七章：生物制药与生物技术药物7.1 生物制药的基本概念7.2 生物技术药物的类型与制备方法7.3 生物制药在医疗领域的应用7.4 生物制药的发展趋势与挑战第八章：基因诊断与基因治疗8.1 基因诊断的基本原理与技术8.2 基因治疗的概念与方法8.3 基因诊断与基因治疗在疾病诊断与治疗中的应用8.4 基因诊断与基因治疗面临的伦理和法律问题第九章：生物技术与农业现代化9.1 生物技术在农业领域的应用概述9.2 转基因作物的原理与争议9.3 植物组织培养与繁殖技术9.4 生物技术在畜牧业和渔业中的应用第十章：生物技术与环境保护10.1 生物技术在环境保护中的作用10.2 生物修复技术的原理与应用10.3 生物传感器的原理与应用10.4 生物技术在生物能源开发中的应用第十一章：生物伦理与法律问题11.1 生物伦理的基本原则与争议11.2 生物技术相关的法律框架与案例11.3 国际合作与规范在生物技术领域的应用11.4 学生讨论：未来的生物伦理与法律挑战第十二章：生物技术的创新与产业化12.1 生物技术创新创业的模式与案例12.2 生物技术产业链的构成与运作12.3 政府政策与生物技术产业发展12.4 生物技术产业的前景与挑战第十三章：生物技术与健康产业13.1 生物技术在医疗领域的应用13.2 生物芯片与个性化医疗13.3 生物制药与药物研发13.4 生物技术在公共卫生和疾病预防中的作用第十四章：生物技术与生物经济14.1 生物经济的定义与特征14.2 生物技术在生物经济中的作用14.3 生物经济的发展趋势与挑战14.4 生物经济对社会的影响与机遇第十五章：未来展望与生物技术的发展15.1 生物技术的发展趋势与预测15.2 合成生物学与生物制造15.3 空间生物学与微生物探索15.4 学生讨论：生物技术对未来社会的影响重点和难点解析本文教案《现代生物技术概论》共有十五个章节，涵盖了生物技术的概念与发展、基因工程、细胞工程、蛋白质工程、生物信息学与系统生物学、微生物技术与发酵工程、生物制药与生物技术药物、基因诊断与基因治疗、生物技术与农业现代化、生物技术与环境保护、生物伦理与法律问题、生物技术的创新与产业化、生物技术与健康产业、生物技术与生物经济以及未来展望与生物技术的发展。
生物技术概论(高立图书)
微 生 物 生 物 技 術
生物技術概論(高立圖書)
第五章
5-1
讀完本章節之後，讀者應該可以做到下列幾點
可就原核細胞結構與真核細胞結構有著不同之處來舉例，並且 能描述出許多常見的細菌形狀。 描述出細菌的實質特徵，並以此做為生物技術應用時有用的工 具與生物模式。 可就範例說明酵母如何作為生物技術的一種有價值的角色來舉 例。 定義醱酵過程，並且討論在酒精和乳酸醱酵等兩者之間的不同 之處。除此之外，可就在一般食品和酒精飲料的製程中，每種 醱酵過程的重要來舉例。 可就DNA重組的細菌，列舉出它們所產生的具有醫學重要性的蛋 白質。 描述出微生物如何在許多疫苗的研發和製造過程中扮演著重要 角色，並且提供出一些重要的疫苗範例。 描述出微生物基因組計畫的目的，並且討論學習微生物基因組， 對科學家而言是如何具有其價值性的。 定義生物恐怖主義，辨識出可能構成如生化武器威脅的微生物 種類，並且討論可能被使用來偵測、辨識、與抵抗生化武器的 一些生物技術策略。
生物技術概論(高立圖書)
第五章
5-6
5.1 微生物的構造
球菌(cocci) 桿菌(bacilli)
圖 5.1
細菌的外形。
生物技術概論(高立圖書)
第五章
5-7
5.1 微生物的構造
圖5.2
生物技術概論(高立圖書)
培養中的細菌。
第五章 5-8
5.1.1 酵母菌也是重要的微生物
酵母菌 (yeast) 真菌 (fungi) 好氧狀態 (aerobic condition) 厭氧狀態 (anaerobic condition) 批次製程 (batch process)
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《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。
9. 细胞培养（cell culture）：是指微生物细胞或动物细胞、植物细胞在体外无菌条件下的保存和生长，即细胞或组织在体外人工条件下的无菌培养、生长增殖。
10. 抗原：凡能刺激机体免疫系统发生免疫应答的物质均称为抗原。
11. 组织培养：指在无菌和人为控制外因（营养成分、光、温、湿）的条件下，培养研究植物组织、器官，甚至进而从中分化发育出整个植株的技术。
一、简答题（每小题10分，共60分）1. 什么是生物技术，生物技术的技术范畴包含哪几方面？答：1. 生物技术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.生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程（蛋白质工程）5项工程（技术）。
2. 什么是细胞培养，细胞培养成功的关键因素是什么？答：（1）细胞培养就是使动、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。
（2）细胞培养成功的关键因素有两个方面：一是营养，包括糖、氨基酸和维生素等；二是生长环境，如一定的温度、湿度、光照、培养液的酸碱度和无菌条件等。
3.在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些？答：（1）载体结合法：将酶结合在非水溶性的载体上；（2）交联法：利用双功能试剂或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化；（3）包埋法：将酶或细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中。
4.简述发酵工程的基本过程。
答：（1）发酵原料的预处理：对发酵原料进行粉碎、蒸煮、水解等；（2）发酵过程的准备：进行种子制备和无菌消毒；（3）发酵过程：由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程，分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种类型；（4）产品的分离与纯化：从发酵液中制取符合质量指标的产品。
5.简述生物技术在种植业的良种繁育中的作用。
答：（1）快速无性繁殖：用植物组织培养的方法将小块植物组织在室内迅速、大规模繁殖的技术。
可用于生长缓慢的名贵花卉和珍稀植物的繁殖。
（2）人工种子：是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素及其它成分的人工胶囊。
应用人工种子有利于保持农作物品种优良的种性，不受环境因素制约，进行工厂化生产，在人工种皮中还可添加各种有利于胚状体生长的成分使作物高产稳产。
6.可以用生物技术方法进行生产的细胞因子有哪些？答：（1）白细胞介素：一组介导免疫细胞间相互作用的物质，是人体免疫系统的重要组成部分，对治疗肿瘤及感染性疾病起重要作用；（2）促红细胞生成素：由肾和胎肝产生的一种细胞因子，能治疗各种原因引起的贫血；（3）集落刺激因子：一类刺激各类造血干细胞生长和分化的细胞因子；（4）肿瘤坏死因子：可使肿瘤细胞坏死而对正常细胞无毒性，对多种肿瘤有治疗效果。
7. 基因工程中，把外源基因（目的基因）分离出来的方法主要有哪些？答：（1）利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因（鸟枪法）；（2）利用PCR直接扩增目的基因；（3）目的基因的化学合成；（4）通过构建基因组文库或cDNA文库分离目的基因。
1.与传统的技术相比，生物技术有什么优越性？答：（1）不可取代；（2）快速、精确；（3）低耗、高效；（4）副产物、副作用小，安全性好。
2.简述单克隆抗体产生的技术原理。
答：将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合，形成杂交瘤细胞。
由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单一抗体的能力，又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力，从而可通过大规模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体。
3.在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些？答：（1）载体结合法：将酶结合在非水溶性的载体上；（2）交联法：利用双功能试剂或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化；（3）包埋法：将酶或细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中。
4.什么是生物反应器，设计生物反应器时应考虑的因素主要有哪些？答：（1）利用酶或生物体所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统称为生物反应器。
（2）设计生物反应器应考虑的因素有：一是选择特异性高的酶或特殊生产率高的细胞，以减少副产物的生成，提高原料利用率；二是尽可能提高产物的浓度，以尽量减少投资和产品后处理的开支。
5.简述生物技术在种植业的品种改良中作用。
答：（1）细胞技术：应用花药或花粉培养进行单倍体育种；诱导、筛选体细胞突变体，培育抗逆性强、品质优良的新品种；应用原生质体融合进行体细胞杂交培育远缘杂种，创造新物种；应用茎尖培养技术脱除植物病毒，保持优良品种的种性。
（2）基因工程：植物抗病基因工程，植物抗虫基因工程，植物抗除草剂基因工程，改良作物品质的基因工程，生产有用药物的基因工程。
6.基因工程中，把外源基因（目的基因）分离出来的方法主要有哪些？答：（1）利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因（鸟枪法）；（2）利用PCR直接扩增目的基因；（3）目的基因的化学合成；（4）通过构建基因组文库或cDNA文库分离目的基因。
7.基因工程常用的工具酶和载体有哪些？答：（1）常用的工具酶有：限制性内切酶、DAN连接酶和DNA末端修饰酶；（2）基因工程常用的载体有质粒载体、噬菌体和动植物病毒载体。
8.简述单克隆抗体产生的技术原理。
答：将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合，形成杂交瘤细胞。
由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单一抗体的能力，又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力，从而可通过大规模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体。
9.什么是发酵工程，发酵的基本原理是什么？答：（1）发酵工程是指给微生物提供最适宜的发酵条件生产特定产品的一种技术；（2）发酵工程的基本原理是单一菌种在培养基中的纯培养。
10.胚胎分割在动物遗传育种上的重要意义是什么？答：（1）可以成倍地增加胚胎数量，有利于良种扩群，可培育出相同遗传性状的同卵孪生动物，为药物学、医学、生物学研究生产理想的动物；（2）便于深入研究胚胎单个卵裂球的发育能力及其全能性，间接控制性别；（3）对进行后裔测定，诱导母牛产双犊等都有重要意义。
11.利用生物技术生产单细胞蛋白的原料来源极为广泛，概括起来有四类，试问是哪四类？答：（1）糖质原料，如淀粉或纤维素的水解液、亚硫酸纸浆废液、制糖的废蜜等；（2）石油原料，如柴油、正烷烃、天然气等；（3）石油化工产品，如醋酸、甲醇、乙醇等；（4）氢气和碳酸气。
12.基因工程中，将目的基因导入受体后，对摄入重组DNA分子的转化细胞进行筛选和检测的方法有哪些？答：（1）根据载体选择标记基因筛选转化子；（2）根据报告基因筛选转化子；（3）根据形成的噬菌斑筛选转化子。
13.什么是细胞培养，细胞培养成功的关键因素是什么？答：（1）细胞培养就是使动、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。
（2）细胞培养成功的关键因素有两个方面：一是营养，包括糖、氨基酸和维生素等；二是生长环境，如一定的温度、湿度、光照、培养液的酸碱度和无菌条件等。
14.在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些？答：（1）载体结合法：将酶结合在非水溶性的载体上；（2）交联法：利用双功能试剂或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化；（3）包埋法：将酶或细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中。
15.简述发酵工程的基本过程。
答：（1）发酵原料的预处理：对发酵原料进行粉碎、蒸煮、水解等；（2）发酵过程的准备：进行种子制备和无菌消毒；（3）发酵过程：由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程，分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种类型；（4）产品的分离与纯化：从发酵液中制取符合质量指标的产品。
16.什么是有益微生物，它们在农业生产中的有什么作用？答：有益微生物是指对病菌和害虫有抑制作用，而对植物有促进生长作用的特殊微生物类群。
它们能产生杀菌、杀虫物质，与病菌争夺营养，占据病虫赖以生存、繁殖的空间，以及通过自身代谢产物诱导寄主植物增强抗病能力。
有益微生物还能产生多种生物活性物质，其中激素可以刺激植物生长，SOD还可消除植物体内的有害自由基，增强生理活性，延缓植物衰老。
因此，有益微生物在农业生产中可以用作生物农药来防治病、虫害。
17.可以用生物技术方法进行生产的细胞因子有哪些？答：（1）白细胞介素：一组介导免疫细胞间相互作用的物质，是人体免疫系统的重要组成部分，对治疗肿瘤及感染性疾病起重要作用；（2）促红细胞生成素：由肾和胎肝产生的一种细胞因子，能治疗各种原因引起的贫血；（3）集落刺激因子：一类刺激各类造血干细胞生长和分化的细胞因子；（4）肿瘤坏死因子：可使肿瘤细胞坏死而对正常细胞无毒性，对多种肿瘤有治疗效果。