第五讲+细胞工程和酶工程简介
基因工程-酶工程-细胞工程重点
目录基因工程重点 (1)第1章绪论 (1)第2章基因工程的酶学基础 (1)第3章基因工程载体 (3)第4章基因工程的主要技术及其原理 (4)第5章目的基因的获得 (7)第6章DNA重组的操作 (8)第7章外源基因的表达及其优化策略 (8)酶工程重点 (13)第一章绪论 (13)第二章酶工程基础 (13)第三章酶的发酵工程 (15)第四章酶的分离工程 (16)第五章固定化酶和固定化细胞 (18)第六章化学酶工程 (19)第七章非水相酶催化 (20)第八章核酶 (22)第十章酶抑制剂 (22)第十一章酶的应用 (23)细胞工程重点 (25)第一章绪论 (25)第四章细胞培养 (25)第五章细胞融合与单克隆抗体 (27)第六章胚胎工程 (28)第七章干细胞与组织工程 (29)第八章核移植技术和动物克隆 (31)第九章转基因动物和生物反应器 (32)第十章动物染色体工程 (34)第十一章植物组织培养 (34)第十二章植物的快速繁殖 (36)I第十三章单倍体诱导和育种 (37)第十四章植物胚胎培养 (38)第十五章体细胞胚发育和人工种子 (38)第十六章植物原生质体融合技术 (39)第十七章植物染色体工程 (41)第十八章植物转基因技术 (42)II基因工程重点第1章绪论一、基因工程概念(Conception )：基因工程(gene engineering)：就是对不同生物的遗传物质，在体外进行剪切、组合和拼接，使遗传物质重新组合，然后通过载体转入微生物、植物和动物细胞内，进行无性繁殖，并使所需要的基因在细胞中表达，产生出人类所需要的产物或组建成新的生物类型。
二、基因工程一般操作步骤：1、目的既赢得获取2、基因表达载体的构建3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达产物的测定三、基因工程四大要素（Four elements）：1、供体基因2、载体3、工具酶4、受体细胞（细菌、植物和动物）第2章基因工程的酶学基础一、名词解释：1.限制/修饰系统(R-M, Restriction-modification system)——任何一种生物体都存在防御外界物质进入的机制。
酶工程简介.pptx
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.8.1911:30:2011:30Aug-2019-Aug-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:30:2011:30:2011:30Wednesday, August 19, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.8.1920.8.1911:30:2011:30:20August 19, 2020
科学家是通过固定酶来解决酶不能重复 使用和影响产物纯度这个难题的。即将 分离纯化后的酶固定到一定的载体上， 形成固定化酶。使用时，将固定的酶投 放到反应溶液中，催化反应结束后又能 将固定的酶回收。这样，既可反复使用 又不影响反应物纯度。
固定酶的方法：
1．将酶吸附在固体表面上。 2．将酶相互连接起来。 3．将酶包埋在细微网格里。
（2）用于生产一些药品： 青霉素酞化酶可用于生产氨卞青霉素。
3．酶制剂可用于化验诊断和水质监测。 尿糖试纸
尿糖快速测试仪——酶传感器 用不同的固定化酶可以制成不同类 型的传感器，用于化验和检测。
利用固定化多酚氧化酶研制成多酚 氧化酶传感器
4．酶制剂可用于生物工程其他分支领域。 基因工程离不开内切酶和连接酶；
• 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。上午11时30分20秒上午11时30分11:30:2020.8.19
谢谢观看
（二）酶制剂的应用
1．酶制剂可用于治疗疾病。 从曲霉中提取的淀粉酶可用于治疗消化 不良。 溶菌酶可用于抗菌、消炎。 尿激酶可用于治疗血栓病。
2．酶制剂可用于加工生产一些产品。 （1）用于食品加工：
果胶酶可用于澄清果酒和果汁。
用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使 肉丝肉片等烹调后吃起来嫩滑可口。
酶工程的概念？其主要研究内容和任务有哪些？
1酶工程的概念？其主要研究内容和任务有哪些？概念：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。
内容：微生物细胞发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提取与分离纯化、酶分子的修饰、酶，细胞和原生质体固定化、酶的非水相催化、酶反应器和酶的应用。
任务：经过预先设计，通过人工操作，获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能2.什么是核酸酶类？其发现有何重要意义？定义：主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）意义：它的发现，改变了有关酶的概念，被认为是最近20年来生物科学领域最令人鼓舞的发现之一。
3.P酶和R酶的分类和命名有何异同？主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶）;主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）P酶的分类原则：a按照酶催化作用的类型，将蛋白质酶类分为六大类b每个大类中，按照酶的作用底物、化学键或基团的不同，分为若干亚类c每一亚类中再分为若干小类d每一小类中包含若干具体的酶命名：根据系统命名法，每一种具体的酶，除了有一个系统名称以外，还有一个系统编号。
系统编号采用四码编码方法。
第一个号码表示该酶属于6大类酶中的某一类，第二个号码表示该酶属于该大类某一亚类，第三个号码表示亚类中的某一个小类，第四个号码表示这一具体的酶在该小类中的序号。
R酶的分类原则：a根据酶作用的底物是其本身RNA分子还是其他分子，可以将R酶分为内催化和分子间催化两大类。
b在每个大类中，根据酶的催化类型不同，将R酶分为若干亚类c在每个亚类中，根据酶的结构特点和催化特性的不同，分为若干小类d在每一小类中包含若干具体的酶4.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法？概念：在最适条件（温度25℃）下，每分钟内催化1微摩尔（μmol）底物转化为产物所需的酶量为1个酶活力单位，即IU=1μmol /min。
测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法5.试述酶工程的发展概况与前景？发展概况：1894年，日本的高峰让吉用米曲霉制备得到淀粉酶，开创了酶技术走向商业化的先例。
细胞工程简介PPT课件
基因编辑的基本原理
基因编辑是一种通过修改生物体 的基因序列来改变其遗传信息的
精确技术。
它利用特定的核酸酶，如 CRISPR-Cas9系统，来识别和 切割DNA的特定位点，以达到
修改基因序列的目的。
基因编辑技术可以用于纠正缺陷 基因、引入有益基因或删除有害 基因，以改善生物体的性状或治
疗遗传性疾病。
利用干细胞的免疫调节功能 ，可以用于治疗各种免疫系 统疾病，如系统性红斑狼疮 、类风湿性关节炎等。同时 ，通过基因编辑技术可以将 干细胞改造为能够治疗遗传 性疾病或癌症的细胞。
干细胞的抗衰老作用为其在 美容和保健领域的应用提供 了可能，如用于生产美容护 肤品或开发抗衰老疗法。
04
基因编辑与细胞治疗
在适宜的环境和营养条件下，细胞能够进行自我复制和分化，形 成新的组织和器官。
细胞对环境敏感
细胞对周围环境中的物理、化学和生物因子非常敏感，这些因子可 以影响细胞的生长、分裂和分化。
细胞间的相互作用
细胞之间存在相互作用，可以通过信号传递等方式影响彼此的生物 学行为。
细胞培养的方法与技术
原代细胞培养
传代细胞培养
细胞工程简介
目录
• 细胞工程概述 • 细胞培养技术 • 干细胞工程 • 基因编辑与细胞治疗 • 细胞工程的前景与挑战
01
细胞工程概述
定义与分类
定义
细胞工程是以细胞为基本单位，在体 外或体内通过人工操作获得细胞、组 织或器官的技术。
分类
根据操作对象和应用目的，细胞工程 可分为动物细胞工程和植物细胞工程 两大类。
可以模拟体内环境，研究细胞的生物学行为；可以大量生产细胞和蛋白质；可 用于药物筛选和毒理学研究等。
缺点
生物技术概论：5.酶工程
根据不同的蛋白质与离子交换剂的亲和力不 同而达到分离目的蛋白的方法称为离子交换 层析。
5.2.2.2 根据酶分子电荷性质的分离方法
➢原理
-O-CH2CH2N（C2H5)2 + OH -
-O-CH2CH2N（C2H5）2 + E-COOOH
酶工程
-O-CH2CH2N(C2H5)2 OH
产酶促进剂是指那些能提高酶产量但是作用机制尚未阐 明的物质，它可能是酶的激活剂或者稳定剂，也可能是产酶微 生物的生长因子，或者是有害金属的螯合剂。如，添加植酸钙 可使多种霉菌的蛋白酶和橘青酶（P.citrinum）的5’-磷酸二酸 酯酶的产量提高2~20倍。
5 酶工程
酶工程
5.2酶的分离纯化 提取和分离纯化酶时一般应注意的条件
Sephacryl S-200
5 000～250 000
S-300 10 000～1 500 000
S-400 20 000～8 000 000
床体积/（ml/g干胶）
2～3 2.5～3.5
4～6 9～11 12～15 15～30 20～30 30～40
5.2.2.1 根据酶分子大小和形状的分离方法
凝胶过滤
原理分离酶蛋白时，分子大小大于凝胶孔径的蛋白质被凝胶排阻，因而在凝胶颗
粒间隙中移动，速度较快；小分子蛋白质则可自由出入凝胶颗粒的小孔内，路径加 长，移动缓慢。这样经过一定的长度的凝胶层析柱以后，不同大小的蛋白质就被分 开了。
5.2.2.1 根据酶分子大小和形状的分离方法
酶工程
➢ 介质的特性
5.1.3.3 提高酶产量的措施 添加诱导物
➢酶的作用底物 ➢酶的反应产物 ➢酶的底物类似物
酶工程
酶工程总结PPT课件
酶的分子改造技术
酶的分子改造技术是通过化学或生物 方法对酶的分子结构进行修饰和改造， 从而改变酶的催化性质和功能的技术。
酶的分子改造技术包括化学修饰、定 向进化、点突变等关键技术，这些技 术的应用能够优化酶的催化性能和稳 定性，提高酶的生产效率和降低成本。
THANKS
生物能源开发
酶工程技术可用于生物能源开发，如生物柴油、生物 酒精等。
06
酶工程的前景与挑战
酶工程的发展前景
酶工程在工业生产中的应用前景广阔，特别是在生物制药、生物燃料、环保等领域。
随着酶工程技术的不断进步，酶的产量、活性和稳定性将得到进一步提高，为工业 生产提供更高效、环保的解决方案。
酶工程在医疗领域的应用前景也十分看好，例如用于药物设计和开发、疾病诊断和 治疗等。
环保领域的应用
有毒有害物质降解
01
酶工程技术可用于降解有毒有害物质，如重金属、有机污染物
等。
废水处理
02
酶工程技术可以用于废水处理，通过酶促反应将废水中的有机
物转化为无害物质。
生物修复
03
酶工程技术可用于生物修复，通过酶促反应降解污染物，恢复
生态环境。
食品工业领域的应用
食品添加剂生产
酶工程技术在食品添加剂生产中发挥着重要作用，如生产甜味剂、 防腐剂等。
专一性
一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，具有明显的专一性。
不稳定性
大多数酶是蛋白质，容易受温度、pH、重金属离子等环境因素的影响，表现出不稳定性。
酶的活性调节
1 2
共价修饰
细胞工程知识点总结
《细胞工程》知识点总结一、细胞工程(Cell Engineering）:在体外对生物的细胞进行生长与分化的调控、遗传重组与改良，使其生产出人类所需要的产品。
包括：细胞培养、细胞融合、细胞器移植、核质移植、染色体移植、转基因等产品：生物的组织、器官、个体；抗体、多肽药物、蛋白质、酶；天然药物、色素、香精；等二、生物工程包括:发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程.三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术，最后在体内生长、分化、发育而成的。
四、植物组织培养：在人工培养基上无菌培养整株植物或植物的器官、组织、细胞或原生质体。
又称为无菌培养（aseptic culture）、离体培养(in vitro culture）。
五、植物组织培养的类型:1、植株培养(Plant Culture）：在容器(玻璃瓶、透明塑料瓶等）中无菌培养完整的植株。
植株来源：由种子无菌萌发而来；通过植物器官、组织、细胞再生而来。
在快速繁殖中，后期的成苗和壮苗阶段属于植株培养。
（一般时间较短）2、胚培养（Embryo Culture）：无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚，使其形成正常的植株.目的:错误!促进胚的提早萌发，缩短育苗时间；错误!克服远源杂种胚的夭折，以获得新的育种材料；错误!在科学研究中,用胚培养所得到的幼苗作为其它试验的材料。
3、器官培养（Organ Culture）：无菌培养植物的根、茎、叶、芽、花、果等器官,使其增殖或形成其它的组织或器官等。
4、组织培养(Tissue Culture):指无菌培养植物各种组织（如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、皮层、薄壁组织、胚乳等），或由外植体分化形成的愈伤组织（callus）,使其增殖或者分化。
注:Callus（愈伤组织）:具有旺盛分裂能力,但没有组织和器官分化的细胞群。
5、花药与花粉培养：无菌培养植物的花药（带花粉）或花粉,形成单倍体植株。
补充：有效的育种辅助手段：单倍体植株获得以后，通过染色体加倍，即得到可以稳定遗传的纯和二倍体，缩短植物育种年限。
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容一、基因工程基因工程，又称为遗传工程，是利用分子生物学技术，对生物体的遗传物质进行操作和改造，以达到定向改变生物性状和性能的目的。
基因工程的研究内容包括基因克隆与表达、基因突变与功能研究、基因组编辑等。
基因工程在农业、医药、工业等领域有着广泛的应用，如转基因作物、基因治疗、生物制药等。
二、细胞工程细胞工程是指利用细胞生物学和分子生物学技术，对细胞进行培养、改造和繁殖，以获得具有特定性状的细胞或组织。
细胞工程的研究内容包括细胞培养与繁殖、细胞分化与发育、细胞融合与基因转移等。
细胞工程在农业、医学、环保等领域有广泛的应用，如组织工程、干细胞治疗、胚胎工程等。
三、酶工程酶工程是利用酶学和生物化学技术，对酶进行分离、纯化、改造和大规模生产，以获得具有特定催化性能的酶。
酶工程的研究内容包括酶的分离与纯化、酶的改造与定向进化、酶的生产与应用等。
酶工程在工业、医药、环保等领域有广泛的应用，如生物传感器、生物催化、环保治理等。
四、发酵工程发酵工程是指利用微生物的代谢特点和反应机制，通过大规模培养和控制发酵条件，生产出具有特定性能的代谢产物。
发酵工程的研究内容包括微生物的代谢调控、发酵过程优化、发酵产物分离纯化等。
发酵工程在食品、饮料、化工、医药等领域有广泛的应用，如酒精制造、抗生素生产等。
五、蛋白质工程蛋白质工程是指利用分子生物学技术，对蛋白质进行设计和改造，以达到改变蛋白质的性状和性能的目的。
蛋白质工程的研究内容包括蛋白质结构与功能分析、蛋白质设计与合成、蛋白质修饰与改造等。
蛋白质工程在医药、农业、工业等领域有广泛的应用，如抗体药物研发、酶制剂生产等。
总结：生物技术涉及的五大工程各有其独特的研究内容和应用领域，但它们之间也存在相互联系和交叉。
基因工程和细胞工程是其他三大工程的基础，酶工程和发酵工程则分别涉及到生物催化和大规模培养技术，而蛋白质工程则更侧重于蛋白质的设计和改造。
第五章 酶工程
第五章酶工程技术【典型案例】图1 啤酒生产线图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防止老化过程中应用效果明显。
辅料淀粉的液化一般选用a-淀粉酶，a-淀粉酶可将淀粉液化成可溶于水的糊精、低聚糖、麦芽糖以及葡萄糖。
糖化过程中，辅料的糊化醪（液化）和麦芽中淀粉受到麦芽中水解酶及外加酶制剂作用，形成以麦芽糖为主的可发酵性糖。
这一过程添加的酶有：β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、半纤维素酶等。
啤酒在贮存过程中，由于环境条件的作用，如光照、氧气、震动等，会产生浑浊、沉淀等现象。
此类浑浊的形成，和啤酒中残留的蛋白质关系密切，严重影响啤酒的质量和在市场上的竞争力。
添加蛋白酶可分解啤酒中的大分子蛋白质，有效去除啤酒中的沉淀物，澄清过程中主要用到的酶有木瓜蛋白酶、、生姜蛋白酶和中性蛋白酶。
超氧化物歧化酶和葡萄糖氧化酶可防止啤酒中风味老化物质的前提被氧自由基氧化而造成啤酒老化。
同时，为了啤酒防腐保鲜，可在啤酒生产的发酵期、包装过程中添加少量溶菌酶，溶菌酶可作用于革兰氏阳性菌细胞胞壁的N-乙酰胞壁酸与N-脱氢基葡萄糖之间β-1,4糖苷键，从而破坏细菌细胞壁，使细菌溶解死死亡，但对啤酒酵母不起作用。
案例2：酶制剂在石油废水处理中的应用石油是含有多种烃类（正烷烃、支链烷烃、芳烃、环烃）及少量其他有机物（硫化物、氮化物、酸类）的复杂混合物。
2013年底发生的黄岛石油管道爆炸事件导致胶州湾近1万平方米海域受到石油污染，每年因油轮失事、油田漏油、喷井等事故流入海洋的石油污染物约有1千万吨。
目前针对石油生物降解主要集中于具有较强降解能力的菌株的筛选上，然而这些微生物在海水中的繁殖受各种环境条件的影响，繁殖率很低。
石油烃降解酶的分离纯化不仅是石油降解工程菌构建的基础，还可直接用于石油的生物降解，提高石油生物降解的效率。
目前常用的石油烃降解酶包括甲烷单加氧酶、环羟基化双加氧酶、邻苯二酚双加氧酶、萘双加氧酶等。
现代生物技术酶工程
（5）有机介质中的酶反应
由于酶在有机介质中的催化反应具有许多优点 。因此，近年来，酶在有机介质中催化反应的 研究，已受到不少人的重视，成为酶工程中一 个新的发展方向。酶在有机介质中要呈现很高 的活性，必须具备哪些条件?有机介质对酶的 性质有哪些影响?如何影响?近年来，对这些问 题的研究，已取得重要进展。
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基因工程
基因工程菌
转基因动物
转基因植物
细胞工程
发酵工程
酶 菌体细胞 固定化菌体细胞
酶工程
酶
细胞
酶工程与发酵工程、基因工程、细胞工程的关系
现在学习的是第4页，共106页
一、酶工程的内容
1.酶工程的分类： （1）化学酶工程：自然酶、化学修饰酶、固
定化酶、化学人工酶的研究和应用。 （2）生物工程酶：
人工酶是用人工合成的具有催化活性的多肽或蛋白质。据1977年Dhar等 人报道，人工合成的Glu—Phe—Ala—Glu—Glu—Ala—Ser—Phe八
肽具有溶菌酶的活性。其活性为天然溶菌酶的50%。
利用有机化学合成的方法合成了— 些比酶结构简单得多的具有催化功
能的非蛋白质分子。这些物质分子可以模拟酶对底物的结合和催化过程。 既可以达到酶催化的高效率，又能够克服酶的不稳定性。这样的物质称为
现在学习的是第16页，共106页
二、酶工程的意义、发展及展望
1.酶工程的研究意义
一切生物的生命活动都是由新陈代谢的正常运转来维持的，而代谢中的 各种化学反应是由各种酶的催化来实现的。没有酶，代谢就会停止，生 命亦就停止。个别酶的缺乏或者酶活性受到抑制 就会使代谢受阻或紊 乱，从而引起疾病。因此，研究酶的结构与功能以及动力学，对于阐明 生命的本质和活动规律，对于阐明发病机理以及诊断治疗，具有极其重 要的作用。
细胞工程简介培训课件
处理，能否培养成完整的植物体?
3、愈伤组织细胞的状态如何？
4、什么是脱分化？什么是再分化？
5、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是
什么?
6、植物组培过程中，为什么要进行一系列的消
毒、灭菌，并且要求无菌操作?
7、胚状体是怎样形成的？培养胚状体有何意义？
8、生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫
剂等，需从某些植物的细胞中提取，那么还需
• 2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿 上
• 3）切取所需的外植体
• 4）将外植体接种于培养容器的培养基上
• 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！
细胞工程简介
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植物组织培养是植
物细胞工程中研究
得比较早、也比较
成熟的技术。试管
苗的快速繁殖、无
病毒植物的培育等
研究成果已经处在
应用、推广阶段。
那么，怎样才能将
植物器官、组织或
细胞，培养成完整
的植物体的呢?
细胞工程简介
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二、植物组织培养
1、植物细胞表现出全能性的必要条件是什么?
2、离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化
要进行组织培养吗？应细胞怎工程简样介 做？
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1、植物细胞表现出全能性的必要条件是 什么?
细胞离体、一定的营养物质、激素和 其他外界条件
2、离体的器官、组织或细胞如果不进行脱 分化处理，能否培养成完整的植物体?
不能。
细胞工程简介
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3、愈伤组织细胞的状态如何？
愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一 种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
细胞工程简介
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克隆羊“多莉”的诞生说明了什么?
动物体细胞核也具有全能性。
第五章第四节酶工程简介.doc
第五章第四节酶工程简介教学目标1．知识方面（1）酶工程的概念以及酶制剂的生产和应用的基础知识（知道）。
（2）使学生了解酶工程发展的概况。
（3）一些酶工程与基因工程，细胞工程和发酵工程之间具有相互交叉渗透的关系（知道）。
2．态度观念方面（1）通过酶制剂在人们社会生活中的应用的学习，激发学生学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度。
（2）通过了解生物工程在世界经济中的重要地位及未来发展前景，增强学生科技是第一生产力的认识。
3．能力方面通过收集有关酶制剂在社会生活中的应用情况的资料、信息，培养学生获取信息的能力。
重点、难点分析1．重点：（1）通过学习使学生了解酶制剂生产中，酶的产生、提取和分离纯化，加工等生产过程及其简单原理是本节教学的重点之一。
（2）通过讨论引导学生了解酶工程与基因工程、细胞工程、发酵工程之间，具有相互交叉渗透的关系也是本节的教学重点内容。
2．难点：（1）酶制剂生产中诸如酶的提取、固定化等原理，由于涉及到很多其他学科的知识，学生较难理解。
因此，生产酶制剂的原理是本节的教学难点。
（2）酶制剂的应用中诸如尿糖试纸、酶传感器等的原理比较抽象，学生也很难理解，因此，酶制剂的应用及其原理也是教学难点。
教学模式启发讲解与学生讨论相结合。
教学手段酶制剂的标本，投影片等。
课时安排一课时。
设计思路1．前期知识准备：（1）酶的概念及特性。
（2）酶的种类：胞内酶、胞外酶、组成酶、诱导酶。
2．通过对酶在生活中应用实例的讨论使学生了解酶工程的概念。
3．通过教师启发讲解使学生了解酶制剂的生产、提取和分离纯化以及固定化酶的相关知识。
4．通过事例分析总结出社会生活中酶制剂的用途。
5．通过讨论使学生了解生物工程各分支领域之间的关系。
6. 通过对生物工程未来的畅想使学生加深科学技术是第一生产力的认识。
重点提示1．有关酶工程的资料学生接触的不是很多，可以让学生通过网络下载一些有关酶生产、运用方面的资料，经筛选后印发给大家。
生物工程酶工程（名词解释打印版）
酶工程：酶分为蛋白类酶和核酸类酶。
没的生产，改性与应用技术过程叫酶工程。
酶的生产是指通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶，动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。
酶的改性是通过各种方法改进酶的催化特性的技术工程，主要包括酶分子修饰，酶固定化，酶非水相催化和酶定向进化等。
酶的应用是通过酶的催化作用获得人们所需的物质或者除去不良物质的技术过程，主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等。
酶工程主要包括：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶，细胞，原生质体固定化，酶非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用。
酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。
抑制剂：能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质称为酶的抑制剂。
抑制剂有可逆性抑制剂和不可逆抑制剂之分。
不可逆抑制剂与酶分子结合后，抑制剂难于除去，酶活性不能恢复。
可逆抑制剂与酶结合是可逆的，只要将抑制剂除去，酶活性即可恢复。
根据可逆性抑制作用的机制不同，酶的可逆性抑制作用可分为竞争性抑制，非竞争性抑制和反竞争性抑制三种。
竞争性抑制：是指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。
非竞争性抑制：指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合而引起酶活性降低的抑制作用。
反竞争性抑制：在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制作用称为反竞争性抑制。
1.标志酶：通常可以将只分布于细胞内某个特定组分的酶称为标志酶，可以将它作为细胞组分鉴别的依据，甚至可以判别组织或器官是否发生病变。
2.寡聚酶：由两个或两个以上的亚基组成的酶，分子量一般高于30kDa，具有四级结构。
构成寡聚酶的亚基可以相同，也可以不同，亚基之间一般以非共价键排列。
3.多酶复合体：多酶复合体由两个或两个以上的酶靠非共价键连接而成4.液体深层发酵：也称浸没式培养，它利用液体培养基，在发酵罐内进行的一种搅拌通气培养方式，发酵过程需要一定的设备和技术条件，动力消耗也较大，但是原料的利用率和酶的产量都较高，培养条件容易控制。
基因工程细胞工程发酵工程酶工程生物工程的概念
限制
控制产生胰岛素的基 酶
DNA
•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
发酵工程的内容
1菌种的选育
基因工程 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 4发酵过程 5发酵产物的分离和提取
PH 溶氧 温度 搅拌
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
微生物的生长
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
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。
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。
-酶工程简介ppt课件
Buchner兄弟的试验：
用细砂研磨酵母细胞，压取汁液，汁液 不含活细胞，但仍能使糖发酵生成酒精和二 氧化碳。 证明：发酵与细胞的活动无关。
34
The Nobel Prize in Chemistry 1907
"for his biochemical researches and his discovery of cell-free
19
生物催化剂发展的工业展望
Competitive Imperative
Speed to Market
Current Chemical Varieties
2-5 years
Current Biocatalyst
s
10 years
Biocatalyst of the Future
2-3 years
Cost to Manufacture
机结合而产生的边缘交叉科学。
• 应用主要集中于食品工业、工业和医药工业等领 域。
• 酶工程是生物技术的重要组成部分。
3
二、酶工程相关概念
生物工程(Bioengineering)又称生物技术 或生物工艺学(Biotechnology). 20世纪70 年代发展起来的一门新的综合性技术学科。 综合运用生物学、化学和工程学技术，改造 物种、创造新物种，改造生物体中的某些组 分(如酶、蛋白质、核酸、细胞器)，利用生物 体的某些特殊机能(如酶的催化功能、抗体 的免疫功能等) 为工农业生产以及医疗卫生 服务。
that enzymes
virus proteins in a pure form"
can be
crystallized"
James Batcheller Sumner
基因工程细胞工程酶工程发酵工程
基因工程细胞工程酶工程发酵工程
基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程是现代生物技术领域中的重要分支。
在这些领域中，科学家们利用生物学、化学、物理学等多学科知识，通过对生物体的基因、细胞、酶和发酵过程进行改造和优化，来生产出更多、更好、更适合人类需求的生物制品。
基因工程是一种通过改变生物体的遗传信息，从而使其具有新的性状或改善原有性状的技术。
科学家们通常会使用DNA重组技术，将不同来源的基因组合起来，来创造出新的生物体或改善现有的生物体性状。
基因工程的应用涉及生物医学、农业、食品工业等多个领域，例如，利用基因工程技术可以生产更多的粮食、更安全的食品、更有效的药物等。
细胞工程是指通过对细胞进行调控、改造和优化，来使其具有更强的生产能力或更好的性状。
科学家们通常会利用细胞培养技术，来大规模地培养细胞，并通过对细胞的生长环境、代谢途径进行调控，进而实现对细胞生产过程的控制。
细胞工程在制药、化妆品等领域得到广泛应用。
酶工程是一种利用酶催化技术，来生产各种化学物质的技术。
科学家们通常会通过改变酶的结构和功能，来使其适应各种反应条件，并提高催化效率。
酶工程广泛应用于制药、食品、化工等领域。
发酵工程是一种利用微生物进行生物转化的技术。
科学家们通常会对微生物进行筛选、培养，并通过调控微生物的代谢途径和环境条件，来提高微生物的生产能力。
发酵工程广泛应用于制药、食品、化
工等领域。
总之，基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程是生物技术领域中的重要分支，它们为制备更多、更好、更适合人类需求的生物制品提供了强有力的支持。
细胞工程
1.细胞工程（Cell engineering）是指主要以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术2. 发酵工程（微生物工程）是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的一种技术。
3酶工程利用酶催化作用，通过适当的生物反应器工业化地生产人类所需的产品或是达到某一特殊的目的，它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一项高新技术。
4基因工程根据人们的意愿对不同生物的遗传基因进行切割、拼接或重新组合，再转入生物体内产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传性状的生物类型的一门技术。
5细胞全能性是指分化的细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长，发育所需要的全部遗传信息，具有发育成完整个体的潜能。
酶工程的研究和应用范围（1）天然酶的分离纯化鉴定及生产（2）酶的固定化技术（3）酶生物反应器的6细胞分化是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程，包括时间和空间上的分化。
7持家基因；维持细胞的基本机构和最低限度功能所不可少的基因。
8组织特异性基因：（奢侈基因）是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因，与各类细胞的特异性有直接关系。
9脱分化又称去分化。
是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。
在动物中, 去分化细胞具有胚胎间质细胞的功能。
10再分化：是指在离体的条件下，无序生长的脱分化的细胞在适当的条件下重新进入有序的生长和分化状态的过程。
11有性生殖:是两个配子融合为一，成为合子或受精卵，再发育成为新一代个体的生殖方式。
12无性生殖:不涉及性别、没有配子参与、没有受精过程的生殖都属于无性生殖）。
许多高等植物的营养器官（例如根、茎、叶等），在脱离母体后能发育成完整的植株，这种繁殖方式也称为营养生殖。
13细胞全能性(是指分化细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息，具有发育成完整个体的潜能。
酶工程概述PPT课件
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⑶水解酶类 水解酶类用于催化底物发生水解反应，水解酶在生物体内担负降解的作用。水
解酶类是当前应用最广泛的一种重要酶。
例如：淀粉的水解 (C6H10O5)n + nH2O 淀粉
淀粉酶 nC6H12O6 葡萄糖
又如：蛋白质在蛋白酶的催化下水解
蛋白质
蛋白酶 多肽
水解
蛋白酶 氨基酸
水解
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后，得到的最终产物是氨基酸；结合蛋白质是由单纯蛋白质和非蛋白质组成，非蛋 白质部分称之为辅基。
例如：核蛋白（含核酸）、糖蛋白（含多糖）、脂蛋白（含脂类）、磷蛋白 （含磷酸）、金属蛋白（含金属）等。
酶同样也可分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶是由单纯蛋白质组成的酶，其 催化活性仅由其酶蛋白部分决定；而结合酶是由单纯蛋白质和非蛋白质组成，其催 化活性除酶蛋白部分外，还需要金属离子或其它小分子有机化合物作为酶的辅助因 子。
氢的方式进行。脱氢为氧化，加氢为还原。氧化还原酶类是生物获取能量的一种重 要酶。
例如：葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下氧化成葡萄糖酸。
CH2OH │ (CHOH)4 │
CHO
葡萄糖氧化酶 + O2
COOH
│ (CHOH)4 │
CHO
+ H2O
又如：细胞内乙醇在乙醇脱氢酶的催化下转化为乙醛，使乙醇脱氢酶的辅酶
酶蛋白的结合较为松散，可用透析法将辅酶透析出来 。 例如：维生素B1、维生素B2等。
H3C
N
N
NH2 S
N
+
Cl-
CH2CH2OH CH3
H3C
N
O
NH
H3C
N
N
O