《生物工程概论》PPT课件

(完整版)生物技术概论ppt

• 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.

生物工程学概论-组织工程学

英国著名医学杂志《柳叶刀》网站2006年4月4日公布的一份研究报告说，美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。由于用于移植的膀胱由接受移植者的体内细胞培育产生，所以移植后的膀胱不会在患者体内发生排异现象。
科学家正在提取人工培育出来的膀胱
接受膀胱移植手术的一位患者凯特琳·麦克纳马拉
生物医学工程讲座--组织工程学
生物医学工程的概念
生物医学工程(Biomedical-Engineering)是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。
人工瓣膜移植术
Cell-seeding device: (1)rotating machine; (2) base frame with rubber rollers; (3) acrylic bowl with balance weight; (4) cell suspension inlet; (5) lid of the bowl; (6) cylindrical cell-seeding chamber
我国是一个人口大国，因创伤和疾病造成的组织、器官缺损或功能障碍位居世界之首。因此，在国内尽快建立和开展组织工程研究，加入这一领域的国际竞争并占有重要一席之地，对加快我国医疗科学事业的发展，提高人民群众健康水平，促进国民经济高速发展，增强国力是十分迫切和必要的。
组织工程学创始人美国哈佛大学医学院的Vacanti教授，
生物医学工程兴起于20世纪50年代的美国，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。

生物工程课件PPT

图解法确定
02
基本操作模型
酶催化反应的反应时间
01
酶催化反应的反应时间
（1）BSTR的均相酶促反应的反应时间

= ‫׬‬0
计算BSTR反应时间的通式
若酶反应为单底物无抑制反应，且动力学关系符合M-M方程，可得
= 1 −

= 0 න
−
=

01
基本操作模型
反应时间为
假定： =0时, = , = 0;
= 时, = , =

= − න

令底物转化率为：
=
有
−

=
=1−

‫׬‬
/
0 −
/ 0 − − 0
=
/ + / 0 − − 0
03
细胞反应的反应时间
积分得到：
= න

/
0
+ / 0 − − 1

/ 0 − − 0
故它是在封闭系统进行的过程；反应器中底物浓度、产物浓度以及细胞浓度均随反
应进行的时间而变化。
1. 非稳态过程
2. 所有物料具有相同的停留时间和反应时间
3. 随着反应的进行，反应器的效率将降低
01
基本操作模型
对分批搅拌反应器，可对整个反应器做反应组分（底物或产物）的物料衡算为：
反应组分的转化速率
= -反应组分的积累速率
1 −

当 ≫ 时，即反应呈零级反应特征时
∙ = = −
从图中可以看出，当 / 值较小时，近似为一级反应，

生物工程概论

生物工程概论●生物学工程、生物技术工程学、生物工程学(包括生物系统工程学)，是生物学(以及其它学科，例如物理、化学、数学、计算机等)概念和方法的应用，目的是解决生命科学自身发展过程中的现实问题，或者是解决生命科学应用过程中的现实问题。

生物工程学采用工程学自身所特有的分析和合成方法学，以及工程学长期以来所坚持的对解决方案的经济性和实用性准则。

●传统的工程学运用物理和数学来分析、设计并且制造无生命的工具、结构、过程，而生物工程则主要运用迅速发展的分子生物学的知识来研究、促进生命活体的应用。

●生物工程与生物医学工程之间的不同是不明确的，所以现在很多大学将生物工程与生物医学工程这一术语交替使用。

生物医学工程专门将生物或者其他科学技术应用到医学的创新上，然而生物工程主要应用生物技术——不一定应用在医学上。

生物工程与生物医学工程不一定都包含其他一个，因为用于医学需求的非生物产品和非医学需求的生物产品是存在的。

●因此，生物工程是一门建立在以生物科学为基础的学科。

就正如化学工程，电气工程和机械工程这些学科一样相应地建立在化学，电学和电磁学，和经典力学。

●生物工程可以从纯生物学和经典工程学的根源分化出来。

生物工程的研究经常是依循简化论方法来展开的。

它在尽可能小的规模里评估一个系统，所以通常会使用到一种工具——功能基因组学。

使用经典设计视角的工程方法，可以从组件的概念建立新的设备,方法和技术。

生物工程和谐地利用两种方法，依靠简化论方法来区分，了解和合成那些会被组合从而产生新东西的基本单位。

此外，因为是一门工程学科，生物工程不仅是一门基础科学，而且关系到科学知识的实际应用，以此用一钟有经济效益的方法来解决现实生活的问题。

●生物工程师是用生物学原理和工程工具去创造可用的，有形的和有显著经济效益的产品的科学人才。

生物工程运用的事一系列的学科知识和专业技术如质量和传热,动力学,生物催化剂、生物力学、生物信息学、分离和纯化过程, 生物反应器设计、表面科学、流体力学、热力学、高分子科学。

《生物工程》课件

酶的稳定性
酶在一定的条件下可以保持稳定，但在某些条件下可能会失活。
酶工程的基本技术
01
酶的分离与纯化
通过物理、化学或生物的方法将酶从原料中分离出来，并进行纯
化，得到高纯度的酶。
03
酶的修饰
通过化学或基因工程技术对酶进行修饰，以提高其稳定性、改变其催化特性或降低生产成本。
02
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在一定载体上，使其保持活性并可重复使用
总结词
细胞工程的应用包括制备单克隆抗体、干细胞治疗、转基因动物和植物的培育等。
详细描述
制备单克隆抗体是细胞工程的重要应用之一，通过杂交瘤技术将免疫细胞与肿瘤细胞融合，制备出能够产生单一抗体的杂交瘤细胞。干细胞治疗是利用干细胞的分化能力，将干细胞移植到病变组织中，以修复和替代受损的细胞和组织。转基因动物和植物的培育是通过基因转移技术，将外源基因导入动物或植物的受精卵中，培育出具有新性状的转基因动物或植物。
资源环境问题
生物工程在生产过程中可能产生环境污染和资源浪费问题。
如何应对生物工程的挑战
加强伦理道德规范
制定严格的伦理道德规范，确保生物工程技术的合理应用。
加强技术监管
建立完善的技术监管体系，防止技术误用或滥用。
完善知识产权制度
制定合理的知识产权制度，保护创新成果，促进技术转移转化。
推动可持续发展
04
CATALOGUE
酶工程
酶工程的定义与原理
酶工程的定义
酶工程是利用酶的催化性质，通过生物技术手段将原料转化为有用物质的一门技术。
酶工程的基本原理
酶是一种具有高效催化能力的蛋白质，能够在温和的条件下催化化学反应，具有高度的专一性和选择性。

生物医学工程概论(ppt)

主讲教师季忠季忠季忠罗小刚廖彦剑侯长军罗洪艳吴小鹰刘洪英陈骥
神经工程技术及与康复治疗
侯文生
物理治疗技术及其在临床医学中的应用田学隆
医疗信息技术与产业
钟代笛
心力-心音关系方法及其在心脏储备无创郭兴明检测中的应用研究
微流控芯片技术
杨军
考试要求
1. 闭卷 2. 以前三周学习内容为主
生物医学工程概论 (ppt)
（优选）生物医学工程概论
周次上课时间
1
2月21日星期二5、6节
2
2月28日星期二5、6节
3
3月6日星期二5、6节
4
3月13日星期二5、6节
5
3月20日星期二5、6节
6
3月27日星期二5、6节
7
4月3日星期二5、6节
8
4月10日星期二5、6节
9
4月17日星期二5、6节
1963年，美国物理学家cormack—图像重建数学理论应用于放射医学研究
• 1972年，英国豪斯菲尔德工程师在美国科学家马克研究的基础上发明了X射线计算机断层扫描仪（ Computed Tomography，CT ）。1979年，豪斯菲尔德和马克获得诺贝尔生理学和医学奖。
• 1973年，美国科学家劳特布尔和英国科学家曼斯菲尔德研制出临床实用的磁共振成像仪（ Magnetic Resonance Imaging ,MRI）。同期上市的医疗器械（仪器）还有：心脏起搏器，高频电刀，激光刀，X线刀，超声刀，电子直线加速器等。
• 新近研制开发—电阻抗断层（Electronical Impedance Tomography,EIT)
生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，数十年来得到了巨大的发展，当代几乎所有的高新技术都被他所吸收和利用，并形

选三第五章生物工程.ppt

O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。抓住要点：这里的“物质”指组成生物体的化学元素；这里的“循环”是指生在物群落和无机环境间往返出现；循环的范围是生物圈，物质循环具有全球性特点。因此，物质循环又叫生物地球化学循环。
2020/11/5
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树， “杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“
2020/11/5
P111资料分析问题讨论从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进
行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
2020/11/5
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2020/11/5
• 干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的，幼生苗态的环上境方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为工程，虽生然态柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
生态工程的概念
理论基础？生态学和系统学技术手段？通过系统设计、调控和技术组装操作过程？对已被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生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。最终目的？促进人类社会和自然环境的和谐发展。
2020/11/5
温故知新
1、生态系统的功能:物质循环、能量流动和信息传递。 2、生态系统的物质循环：在生态系统中组，成生物体的C、H、
2020/11/5
阅读
科技探索之路生态工程的兴起
思考：从以往的历史看，经济发展和环境污染有

《生物工程》PPT课件

该技术的基本原理是植物细胞的全能性。珊已得到广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种，培养脱毒苗等。
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17
细胞工程的应用
• ３、试管婴儿
是指将精子和卵子从人体内取出来，在人工提供的生活条件下（通常是试管内）进行受精，并让其发育到一定的阶段形成早期胚胎，再将其移植到“代理母亲”的子宫内继续发育，直至诞生。
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23
细胞工程应用例1、多莉羊答案3
⑶白色、多莉羊的全部核基因来自白色绵羊。
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24
细胞工程应用例1、多莉羊答案4
⑷全能性
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25
细胞工程应用例1、多莉羊答案5
⑸保护濒危物种，繁育优育品种，医学上克隆器官等。
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26
完整版课件ppt
27
9
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂直接利用
制成固定化酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病用于加工和生产
一些产品用于化验诊断和
水质监控用于生物工程其
他分支领域
酶制剂的应用
应用
糖尿试纸酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶，无色化合物
固定化酶膜，变化器
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10
发酵和发酵工程的概念
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13
微生物的生长
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各种酶、ATP
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢产
物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂

《生物工程概论》课件

基因治疗
通过将正常基因导入病变细胞，纠正或补偿缺陷基因，达到治疗疾病的目的。
04
酶工程
酶工程的定义与原理
总结词
酶工程是利用酶的催化作用，通过生物技术的手段进行大规模生产有用物质的一门技术。其原理是酶具有高效、专一和条件温和的催化特性。
详细描述
酶工程是生物工程的一个重要分支，主要利用酶的催化作用，通过生物技术的手段进行大规模生产有用物质的一门技术。酶工程的基本原理是利用酶的催化特性，在温和的条件下高效地催化化学反应，从而生产出所需的产品。
需求，设计合理的酶反应器，实现大规模生产。
酶工程的应用实例
总结词
酶工程在医药、食品、化工、环保等领域有着广泛的应用，如利用固定化酶技术生产药物、利用酶反应器生产食品添加剂等。
详细描述
酶工程在医药、食品、化工、环保等领域有着广泛的应用。在医药领域，可以利用固定化酶技术生产药物，如胰岛素、干扰素等；在食品领域，可以利用酶反应器生产食品添加剂，如味精、柠檬酸等；在化工领域，可以利用酶工程技术生产化学原料和产品，如丙烯酰胺、丙烯酸等；在环保领域，可以利用酶工程技术处理废水、废气等污染物，实现环保和可持续发展。
基因工程的主要技术
01
02
03
基因克隆技术
通过限制性内切酶和DNA 连接酶等工具，将外源基因插入到载体DNA中，形成重组DNA分子。
基因表达技术
通过调控基因转录和翻译过程，使外源基因在受体细胞中高效表达，产生所需的蛋白质或代谢产物。
基因修饰技术
通过基因敲除、基因定点诱变等技术手段，实现对生物遗传信息的精确修饰和改造。
酶工程的主要技术
总结词
酶工程的主要技术包括酶的固定化技术、酶的分子改造技术和酶反应器的设计技术等。

生物工程-课件

微生物
工程菌
发酵工程基因工程酶 Nhomakorabea酶工程
产品
动植物个体或细胞
细胞工程
优良动植物品种生物工程主要领域之间相互关系示意图
2。生物工程的特点生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。
[高效性和经济性]：基因工程应用举例与医药卫生（1）生产基因工程药品 ①优点：高质量、低成本 ②举例：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种与环境保护（1）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量 ①方法：使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。 ②特点：快速、灵敏基因治疗 ①含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 ②举例：半乳糖血症（病因、研究成果） ③发展前景：许多遗传病及疑难病症将被人类征服。细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。利用细胞工程技术进行作物育种，是迄今人类受益最多的一个方面。我国在这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径，培育出的水稻品种或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种，具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。 [清洁和低耗]
现在，则是在以前的基础上对这个基因进行改良或者创造新的基因来完善或加强生物的某些功能。
总之，有进步性的特点。 1）更加注重实际应用，实际生产决定研究方向，更多的人把精力放在了优良技术的创造。 2）操作先进化，以往的生物技术往往以酶工程和发酵工程为代表，获得的都是一些蛋白或者微生物产物，如青霉素的获得。但是现在更加注重基因工程和细胞工程，从微观去创新。 3）理论基础的多样化，现在学生物技术，不是掌握微生物学、动物学就可以了，还要有更多的如生化、分子生物学的基础才行。