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• 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.

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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。

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》1基因工程

《生物技术概论》1基因工程

二、目的DNA片段的获得
(三)DNA片段的化学合成 1.合成引物 2.合成DNA寡核苷酸连杆 3.合成基因片段

第二节 DNA重组

三、DNA片段的连接
(一)DNA连接酶 (二)DNA片段之间的连接 1. 互补黏性末端片段之间的连接 2.平末端DNA片段之间的连接 3.DNA片段末端修饰后进行连接 4. DNA片段加连杆或衔接头后连接

(六)基因可以通过复制把遗传信息传递给下 一代
第一节 基因工程概述

三、基因工程操作的基本技术路线
第一节 基因工程概述

四、基因工程研究最突出的优点

打破了常规育种难以突破的物种之间的界限, 可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物 之间,甚至人与其他生物之间的遗传信息进行 相互重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆 菌(E.coli)中表达,细菌的基因可以转移到动 植物中表达。
第二章 基因工程
第一节 基因工程概述

一、基因工程的含义

按照人们的愿望,进行严密的设计,通过体外 DNA重组和转移等技术,有目的地改造生物种 性,使现有物种在较短的时间内趋于完善,创 造出新的生物类型,这就是基因工程的基本含 义。
第一节 基因工程概述

二、基因工程研究的理论依据
(一)不同基因具有相同的物质基础 (二)基因是可以切割的 (三)基因是可以转移的 (四)多肽与基因之间存在对应关系 (五)遗传密码是通用的


质粒基因组、病毒(噬菌体)基因组、线粒体 基因组和叶绿体基因组也有少量的基因
第四节 目的基因的制备

二、分离目的基因的途径

(一)利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离 目的基因

食品生物技术概论 廖威 第五章 细胞工程及其在食品工业中的应用PPT课件

食品生物技术概论 廖威 第五章 细胞工程及其在食品工业中的应用PPT课件
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细胞融合的原理 细胞膜的流动性是动物细胞融合的生物 学基础。动物细胞融合技术即是利用细胞膜 的这一特性,通过对参与融合的细胞通过生 物、化学或物理诱导因素,使细胞膜的脂类 分子的有序排列发生变化;当诱导因素解除 后,细胞膜会回复原有的有序结构,在恢复 过程中便可诱导相接触的细胞发生融合。
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染色体工程
物细胞与组织培养
细胞ห้องสมุดไป่ตู้移植
细胞融合仪器
采用自然或人工的方法使两个或多个不同细胞融合成一个细胞 的技术(标记、制备原生质体、诱导融合、筛选杂合细胞)。
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细胞融合
染色体工程
物细胞与组织培养
细胞核移植
也叫细胞拆合,将有一个细胞的细胞核转移到另一 个去除细胞核的细胞中去,从而使受体细胞获得新 的遗传信息,产生新的生命现象的技术。
电融合法的优点是融合率高、重复性强、对细胞伤害小;装置精巧、 方法简单、可在显微镜下观察或录像观察融合过程;免去PEG诱导 后的洗涤过程、诱导过程可控性强。
当原生质体置于电导率很低的溶液中时,电场通电后,电流即通过 原生质体而不是通过溶液,其结果是原生质体在电场作用下极化而 产生偶极子,从而使原生质体紧密接触排列成串。原生质体成串排 列后,立即给予高频直流脉冲就可以使原生质膜击穿,从而导致两 个紧密接触的细胞融合在一起。
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细胞融合过程大致可分为四个阶段:细胞的 接触、细胞质膜的融合、细胞质的重组和遗 传物质的选择。
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二、细胞融合的意义
细胞融合不受种属的界限,可以实现种间生 物体细胞的融合,是远缘杂交成为可能,因 而是改造细胞遗传物质的有力手段。
2.1 理论上说任何细胞,都有可能通过体细 胞杂交而成为新的生物资源。这对于种质资 源的开发和利用具有深远的意义。

生物技术概论--第1章--总论

生物技术概论--第1章--总论
制造工业原料
利用微生物在生长过程中积累的代谢产物, 生产食品工业原料,种类繁多。
生产贵重金属
利用微生物的浸矿技术对废渣矿、贫矿、尾 矿、废矿进行提炼。
1.5.5 生物技术的安全及其对伦理、道德、 法律的影响
基因工程对微生物的改造是否会产生某种有致 病性的微生物,这些微生物都带有特殊的致病 基因,如果它们从实验室逸出并且扩散,有可 能造成类似鼠疫那样的可怕疾病的流行。 转基因作物及食品的生产和销售,是否对人类和 环境造成长期的影响,擅自改变植物基因是否 可能引起一些难以预料的危险。
化学工程学
微电子技术 数学
基因工程是维系现代 生物技术各个研究领
域的桥梁和纽带
生物技术所涉及的行业种类
1.3 生物技术发展简史
传统生物技术 现代生物技术
1.3.1 传统生物技术的产生
从史前时代起,传统生物技术就一直为人 们所开发和利用,以造福人类。在石器时 代后期,我国人民就会利用谷物造酒,这 是最早的发酵技术。
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。
1.2.1.4 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。
现代生物技术概论
Introduction to Modern Biotechnology
讲授:明东风
课程信息
课程名称:《现代生物技术》 英文名称:Introduction to Modern Biotechnology 课程性质:学科教育选修课程 课程编号:G122005 院系专业:生命科学学院生物技术/生物科学专业 周 学 时:2学时(第1—16周/双周) 总 学 时:16学时(讲授) 学 分:1学分

1生物技术概论总论

1生物技术概论总论

3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ (1)培育抗性品种
转基 因
烟草
3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ (2)工厂化育苗
3.1 改善农业生产、解决食品短缺
➢ 3.1.1 提高农作物产量和品质 ➢ (3)提高粮食品质
世界杂交水稻之父-袁隆 平,“超级杂交稻”- “东方魔稻”,847kg/ 亩 ,第五大发明,“第 二次绿色革命”,世界 性饥饿问题
1.4 生物技术的基本特征
➢ 以生命体为研究、利用、服务对象,着眼于资源 的合理与再生利用,而不完全依赖于地球上的有 效资源;
➢ 产品生产与人类生命相关,反应条件温和,易操 作,节约能源;
➢ 开辟了生产高纯度、优质、安全、可靠的生物制 品,尤其是生物药剂的新途径;
1.4 生物技术的基本特征
➢ 可以解决常规技术和传统方法难以或无法解决的 问题;
➢ 由三部分组成: ➢ 上游工程
➢ 发酵工程 ➢ 下游工程
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ 1.5.4 发酵工程 ➢ 举例: ➢ 酒精类饮料、醋酸和面包 ➢ 胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗
保健药物 ➢ 天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料 ➢ 氨基酸、香料、酶、维生素和单细胞蛋白等。
的一切事情,都与这一序列息息相关。”
该文后来被称为“人类基因组计划”的 “标书”。
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ From DNA to Human
1.5 生物技术的种类及其相互关系
➢ 1.5.7 五大工程间的关系
➢ 按照自己的愿望改造物种,往往要采用基因工程或细胞工程的 方法。

生物技术概论6生物技术与食品

生物技术概论6生物技术与食品

第六章 生物技术与食品
• (二)在食品检测中的应用
• PCR技术在检测食品中致病微生物和追踪传染源方 面已被广泛应用。该方法尤其适合于那些培养困 难的细菌和抗原性复杂细菌的检测鉴定。
• PCR技术不仅可以用于细菌、螺旋体等病原菌的检 测,并且可用于病毒的检测。尤其是对那些难以 进行病毒培养和血清学检验的病毒,用PCR法可快 速检测与诊断。
第六章 生物技术与食品
• (三)转基因食品的主要优点
• 1. 延长水果和蔬菜的货架期及感官特性 • 2. 提高食品的品质 • 3. 提高必需氨基酸的含量 • 4. 增加碳水化合物含量 • 5. 提高肉、奶和畜类产品的数量和质量 • 6. 增加农作物抗逆能力 • 7. 生产可食性疫苗或药物 • 8. 生产功能性食品
第六章 生物技术与食品
• 四、生物信息技术在食品包装检测中的应用
• (1)酶技术将会在食品包装中发挥先驱性的作用,利用 生物酶技术已经可以很好地实现保鲜和防腐功能。
• (2)开发新的环保型包装材料,减少白色污染。 • (3)致力于开发包装检测指示剂,及时发现包装中存在
的问题,使检测更加及时准确。 • (4)开展基因芯片技术在包装中的应用研究,将加强包
装的安全性和促进包装的长足进步。
第六章 生物技术与食品
第三节 生物技术与食品检测
• 一、核酸探针技术
• 核酸探针(nucleic acid probe)技术又名基因探针技 术或核酸分子杂交技术,是在20世纪70年代基因工程 学基础上发展起来的一项新技术,具有敏感性高和特 异性强等优点。现已成功地将核酸探针技术用于沙门 氏菌、弯杆菌、轮状病毒、狂犬病毒等多种病原体的 检验上。
• 植物蛋白饮料是利用蛋白质含量较高的植物种子及各 种核果类为主要原料,经加工制成的一种乳状饮料。 在以大豆为代表的植物蛋白原料中,含较高的蛋白质、 维生素、矿物质和其他营养成分。发酵型植物蛋白饮 料兼有植物蛋白饮料和乳酸菌饮料的双重优点。豆奶 饮料是一种理想的植物蛋白饮料,通过乳酸菌对其进 行发酵作用,可进一步改善产品的品质。

生物技术概论

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

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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

生物技术概论

生物技术概论

生物技术概论生物技术: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。

基因工程: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。

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;或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良生物品种或创造新品种;或加速繁育动植物个体;或获得某种有用的物质的过程。

酶工程:是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能,或通过对酶进行修饰改造,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。

发酵工程:利用微生物生长速度快、生产条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适的条件下,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。

蛋白质工程: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,对蛋白质进行修饰、改造和拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。

生物技术与其他高新技术一样具有“六高”的基本特征:高效益,可带来高额利润;高智力,具有创造性和突破性;高投资,前期研究及开发需要大量的资金投入;高竞争,时效性的竞争非常激烈;高风险,由于竞争的激烈,必然带来高风险;高势能,对国家的政治、经济、文化和社会发展有很大的影响,具有很强的渗透性和扩散性,并有很高的态势和潜在的能量。

基因工程:按照(人们的愿望),进行(严密的设计),通过(体外DNA重组)和(转基因)等技术,有目的地改造生物种性,使现有的物种(在较短时间内)趋于完善,创造出更符合人们需求的新的生物类型,或者利用这种技术对人类疾病进行基因治疗。

基因工程研究的理论依据:1、不同基因具有相同的物质基础(DNA/RNA),2、基因是可以(从DNA上)切割(下来)的,3、基因是可以转移的,4、多肽与基因之间存在对应关系,5、遗传密码是通用的(绝少数除外),6、基因可以通过(DNA)复制把遗传信息传递给下一代。

生物技术概论(高立图书)

生物技术概论(高立图书)
第 五 章
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)

生物技术概论_基因工程

生物技术概论_基因工程

PvuII等酶切产生的平末端
5’…G-C-T-C-A-G-C-T-G-G-A-G…3’
3’…C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C…5’
PvuII 37℃
5’…G-C-T-C-A-G-OH 3’…C-G-A-G-T-C-P
P-C-T-G-G-A-G…3’ HO-G-A-C-C-T-C…5’
4、限制性内切核酸酶反应系统 反应底物 内切酶 反应缓冲液 适当的温度
5、酶切方法
单酶切方法

一个酶切反应体系 (20μ L): 离心2S→保温1-3h(30 度或37度) →终止反应
无菌重蒸水:13μ L, 缓冲液(10×):2μ L 底物DNA: 4μ L
(65水浴中保温1015min,或乙醇沉淀处 理,或者先用酚处理后再
(2)T4噬菌体的连接酶:连接粘性末端、齐 平末端
功用:DNA重组中促使载体与DNA连接
具互补粘性末端片段之间的连接
具平末端DNA片段之间的连接
DNA片段末端修饰后进行连接
DNA片段加连杆后或加衔接头连接
二、 基因克隆载体
基因克隆载体的含义
能够承载外源基因,并将其带入受体细胞得以相对稳定维持
什么是限制性内切酶?
命名原则?
由1973年H.O Smith和D. Nathans提议的命名系统 由三部分构成,即菌种名、菌系编号、分离顺序。

1、用属名的第一个字母(大写,斜体)和种名的头两个字母 (小写,斜体)组成3个字母的略语表示寄主菌的物种名。
大肠杆菌(Escherichia coli)用Eco表示; 流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)用Hin表示。

(二)基因工程研究的理论依据(为何可对基因进行
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发酵技术 微生物的发现(L. Pasteur) 青霉素的生产
绿色革命的组织培养等细胞技术
2. 现代生物技术: DNA发现(1944),双螺旋结构及中心
法则,遗传密码的破译(M. Nirenberg,1961), DNA重组(Berg, 1972)--- 第一个基因工程药 物——人生长激素释放抑制激素(1977),第 一例转基因植物——烟草(1986)等 ——人类 DNA框架图 (2001)——人类DNA序列图 (2003)— 人类DNA序列组图(2005)——遗传 图、物理图、序列图、基因图(现在)
4. 连接酶:催化两DNA片段末端之间的—P基 团和—OH基团形成磷酸二酯键
(1)E. coli连接酶—NAD+ , 粘性末端 (2)T4连接酶—ATP,粘性末端和平末端
5. 末端修饰酶 (1)末端转移酶(terminal transferase) 作用 3’-OH端 (2)核酸外切酶(exoIII),粘性末端转化为 平末端 (3)碱性磷酸化酶, 使5’端的P 变为— OH
蛋白质
(3) DNA重组的理论基础
3. DNA上具有不同限制性内切酶的不同切点
⑴ 限制性内切酶:
⑵ 几种常见的限制性内切酶及切点
A. EcoRⅠ: 大肠杆菌中分离,专一切割6核苷
酸的A与G之间的DNA区域
5 ′ACGAATTCAG 3′ 切割 5′ACG3′ 5′AATTCAG3′ 3′ TGCTTAAGTC 5′ 3′TGCTTAA5 ′ 3′GTC5′
5′
Not Ⅰ
GCGGCCGC
5′
CGCCGGCG
Sau3A Ⅰ
GATC
5′
CTAG
Alu Ⅰ Hpa Ⅰ
AGCT TCGA
GTTAAC CAATTG
平末端 平末端
C. 限制性内切酶的作用: 不同的限制性内切酶切割同一DNA分子, 产生不同片段 不同DNA用同一酶切割后,产生的DNA片 段不同—多态 不同DNA用同一酶切割后,混合可产生杂 种DNA分子
⑷质粒转载DNA片段的大小:几百bp至10Kb左右 ⑸ 穿梭载体(shuttle vector):载体有不同的复制起始点,可在
不同的受体生物中复制 ⑹ YAC载体:正常染色体含三个主要部分(图)
A. 着丝粒(centromere, CEN) B. 端粒(telomere, TEL) C. 自主复制序列(autonomously replicating seguence,
五、现代生物技术的特点 1. 技术密集 2. 资金密集 3. 产业化迅速 4. 产权集中 5. 商业化明显
六、作为高新技术的特征 1. 高效益 2. 高智力:创新 3. 高投入 4 . 高竞争 5. 高风险 6. 高势能:体现对国家政治、经 济、文化、社会发展影响
七、生物技术的发展前景 1. 医药卫生:疫苗和疾病诊治 2. 能源 3. 食品饮料 4. 环境 5. 农业 6. 生物信息学等(如转基因生物)
⑶ 表达的目的基因
6. 受体:
生物介导法:病毒、农杆菌
7. 转化及方法:非生物介导法:电击法、化学刺激法(PEG)、
显微注射、花粉管法、
粘性末端: 平 末 端: B. 其它常见限制性内切酶(表)
酶名 称
Hale Waihona Puke 识别 位点末端 类型
酶名称
识别 位点
末端 类型
BbuⅠ
GCATGC
3′
CGTACG
SfiⅠ GGCCNNNNNGGCC 3′ CCGGNNNNNCCGG
EcoR Ⅰ
GAATTC CTTAAG
5′
Hind Ⅲ
AAGCTT TTCGAA
B. mRNA法 逆转录PCR(RT-PCR) cDNA克隆 差别显示法
cDNA代表差异显示(cDNA RDA) C. 锚定PCR法 D. 染色体步行(图) E. 克隆 定位克隆
侯选克隆 侯选定位克隆
5. 常用的目的基因:
⑴ 选择标记基因:主要为抗生素基因:链霉素、庆大霉素等
⑵ 报告基因:葡萄糖醛糖苷酶(GUS)、荧光素酶(LUC)等
二、DNA重组技术
目的DNA 1. 重组技术需要的基本材料: 工具酶
载体 受体 2. 工具酶:
3. 载体: 载体的概念:能够携带DNA片段,能够 侵染生物体,在生物体内稳定遗传的生命 体或DNA分子 ⑴ 载体的条件: A. 无害 B. 酶的单一切点 C. 选择标记 ⑵ 常用的载体:质粒、病毒、噬菌体 、农杆 菌(LTS,RTS边界序列)、YAC、BAC ⑶ 质粒的分子结构(图)
八、 生物技术的问题 1. 科学自由的限制 2. 生物多样性的下降 3. 转基因生物食品的安全性 4. 转基因生物对人类生存的影响 5. 伦理道德 6. 相关的法律法规等:专利与限制
九、我国的生物技术概况 1.存在的问题:⑴ 起步晚 ⑵ 资金缺乏 ⑶ 人 才流失严重 ⑷ 重复研究 ⑸ 法律 法规多不健全 2. 取得的成就:⑴ 疫苗 ⑵ 水稻物种 ⑶ 基 因克隆 3. 需要采取措施:
ARS) 外源基因导入过程(图) ⑺ BAC载体(了解)
微生物载体 DNA片段大小、 ⑻ 各类载体的优缺点
人造载体 逆转录法
⑴ 原核生物:人工合成 功能基因法 化学合成(cDNA) 鸟枪射击法
⑵ 真核生物 A. 人工合成 直接PCR(目的基因少的情况)
生物技术概论
第一讲:生物技术的兴起及发展
一、生物技术的性质 1. 生物技术 2. 生物技术涉及的领域 3. 生物技术的主要内容:
A. 广义上:涉及生物的人工操作都属于生 物技术
B. 基础性分类:五类 C. 应用性分类:五类
二、生物技术的优越性 三、生物技术的历史变革
与生命科学的飞跃发展和不断的工艺流程技术、 设备更新有极大的关系,也与人类为了了解生 命本质的强烈愿望息息相关 1. 传统生物技术 酿造:原始社会谷物造酒,周代制作酱醋
第二讲 DNA重组技术与基因转移
一、DNA的性质与特点 戊糖:脱氧戊糖(DNA) 和戊糖(RNA)
1. DNA的结构: 磷酸: 骨架链 (图) 含氮碱基:A、T、G、C
2. DNA是生物遗传信息的主要携带者 ⑴ DNA与氨基酸的关系: 三个相邻碱基排列
组成一个氨基酸
⑵ 遗传的中心法则:
DNA
RNA
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