基因工程菌生长代谢的特点

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基因工程制药`

第三章
基因工程制药
基因工程药物制造的主要程序*:
上游
1.目的基因的克隆， 2.构建DNA重组体， 3.DNA重组体转入宿主菌构建工程菌，
下游
4.工程菌发酵（目的基因的表达）， 5.表达产物的分离纯化， 6.产品的检验等。
• 上游阶段：
首先获得目的基因，然后用限制性内切酶和连接酶将其插入适当的载体质粒或噬菌体中并转大肠杆菌或其它宿主菌（细胞），以便大量复制目的基因。最主要的就是目的基因的表达。选择基因表达系统主要考虑的是保证表达的蛋白质的功能，其次是表达的量和分离纯化的难易。
分批培养中选择不同的碳源，补料培养中通过控制补料速度，连续培养中控制稀释速率-实质控制糖酵解加入甲硫氨酸（提高有氧代谢)和酵母提取物（减少葡萄糖摄取）都能减少乙酸的产生。
构建出产乙酸能力低的工程化宿主菌
(1)采用磷酸乙酰化酶缺陷株作为宿主细胞，阻止乙酰辅酶A转化为乙酸，可提高产量。 (2) 大肠杆菌中克隆具有携带氧能力的 VHB蛋白(透明颤菌血红蛋白）的基因可提高菌体比生长速率。
多肽蛋白质融合蛋白质
菌体内
容易部分高产
一般
对原核好对真核差
酵不大
母
多肽蛋白质糖基化蛋白
菌体内外分泌外分泌
容易可高产难、成本高可高产
菌体内稍复杂简单
真核的接近天然产物可达天然产物致癌
哺乳动物需注意
完
整
糖基化蛋白
§3.5 基因工程菌生长代谢的特点
大肠杆菌的蛋白/菌体量的比值是基本恒
质粒DNA(pUC/pBR322) 噬菌体DNA(λgt10/λgt11) cDNA 克隆
§3.4 基因表达

3基因工程制药

宿主细胞的选择
1、宿主细胞应满足的要求
① 容易获得较高浓度的细胞； ② 能利用易得廉价原料； ③ 不致病、不产生内毒素； ④ 发热量低，需氧低，适当的发酵温度； ⑤ 容易进行代谢调控； ⑥ 容易进行DNA技术操作； ⑦ 产物的产量、产率高，且易提取纯化。
2、分类：第一类为原核细胞，如大肠杆菌等；第二类为真核细胞，如酵母等。
化学合成法
前提：较小的蛋白质或多肽的编码基因，必须知道目的基因的核苷酸排列顺序，或知道目的蛋白质的氨基酸顺序，再按相应的密码子推导出 DNA的碱基序列。
限制：（1）不能合成太长的基因。（2）人工合成基因时，遗传密码的简并会
为选择密码子带来很大的困难。（3）费用高。
以大肠杆菌为宿主菌进行基因的克隆
下游阶段
将实验室成果产业化、商品化，主要包括工程菌大规模发酵最佳参数的确立，新型生物反应器的研制，高效分离介质及装置的开发，分离纯化的优化控制，高纯度产品的制备技术，生物传感器等一系列仪器仪表的设计和制造，电子计算机的优化控制等。
目的基因的获取途径
问题：来源于真核细胞的产生基因工程药物的目的基因，为什么不能进行直接分离？一、逆转录法
5、从每组转化子中抽提重组质粒DNA，并用12s mRNA 杂交；
6、从阳性杂交分子中回收mRNA，在无细胞蛋白合成系统中翻译；
7、分别测定各组体外翻译混合物中IFN的活性；
8、将活性最高的克隆组的512个转化子再随机分成 8组、每组64个；
9、重复3-6步操作，最终获得含有人α-IFN完整 cDNA序列的重组克隆。
3、细胞浓度与细胞生长速率、目的基因拷贝数和表达产物产量的关系？
4、每个细胞的表达量与目的基因拷贝数、基因表达效率、表达产物的稳定性和细胞代谢负荷的关系？

生物技术制药复习题

生物技术制药复习题第一章绪论第一节生物技术的发展史1、生物技术：以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有与其性状的新物种或新品系，并与工程结合，利用这样的新物种进行加工生产，为社会提供商品服务的一个综合性技术体系。

它的范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程。

基因工程是生物技术的核心。

P12、蛋白质工程----第二代基因工程；海洋生物技术-----第三代生物技术P13、生物技术发展史：传统、近代（抗生素、发酵罐）、现代（DNA重组）P31974年，Boyer和Cohen建立了DNA重组技术1975年，Koher 和Milstein 建立了单克隆抗体技术1982年，第一个基因工程药物重组人胰岛素被批准上市1989年，我国第一个基因工程药物干扰素批准上市2003年，中国的重组腺病毒-p53注射液成为石阶上第一个正式批准的基因治疗药物。

第二节生物技术药物1、生物技术制药：生物技术制药：采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品。

P42、生物技术药物：采用DNA重组技术活其他生物技术研制的蛋白质或核酸类药物。

它与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品共同归为生物药物。

3、现代生物药物分为4类：重组DNA技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂；基因药物；天然药物；合成与部分合成药物。

4、生物药物按用途分为：治疗药物；预防药物；诊断药物。

5、生物技术药物的特征：（1）分子结构复杂；（2）具有种属特异性；（3）治疗针对性强、疗效高；（4）稳定性差（5）基因稳定性；（6）免疫原性；（7）体内半衰期短；（8）受体效应；（9）多效性和网络性效应；（10）检验的特殊性。

第三节生物技术制药1、生物技术制药的特征：高技术、高投入、长周期、高风险、高收益。

P52、生物技术在制药中的应用有哪些？P7（1）基因工程制药：① 开发基因工程药物，如干扰素（IFN）、红细胞生成素（EPO）等②基因工程疫苗，如乙肝基因工程疫苗③基因工程抗体，它可以作为导向药物的载体④基因诊断与基因治疗⑤应用基因工程技术建立新药的筛选模型⑥应用极影工程激活素改良菌种，产生新的微生物药物⑦改进药物生产工艺⑧利用转基因动、植物生产蛋白质类药物。

生化工程-基因工程菌培养

生物制药的挑战
基因工程菌在生产过程中可能产生变异或逃逸，对环境和人体健康造成潜在威胁。因此，需要加强安全监管和风险评估。
生物农药
生物农药
基因工程菌可用于生产生物农药，如杀虫剂、杀菌剂等。通过基因工程技术改良微生物，使其产生具有杀虫、杀菌作用的代谢产物，实现对病虫害的有效防治。
生物农药的优势
生物农药具有环保、安全、可持续等优点，能够减少化学农药的使用，降低对环境的污染和对人体的危害。
生物农药的挑战
生物农药的作用机制和效果可能受到环境因素的影响，如温度、湿度等，因此在实际应用中需要加强效果评估和监测。
生物肥料
生物肥料
基因工程菌可用于生产生物肥料，通过改良微生物的代谢途径，使其产生具有营养价值的代谢产物，如氮、磷、钾等矿物质元素，为植物提供养分。
生物肥料的优势
生物肥料具有环保、安全、高效等优点，能够提高土壤肥力和植物生长效率，减少化肥的使用和环境污染。
3
加强下游处理技术的研究
针对基因工程菌产生的难分离纯化的产物，未来将加强下游处理技术的研究，提高产物的纯度和收率。
感谢您的观看
THANKS
基因工程菌能够高效降解有毒有害物质或重金属离子，降低对环境的污染和对生态系统的破坏。
生物环保的挑战
基因工程菌在降解过程中可能产生变异或逃逸，对环境和人体健康造成潜在威胁。因此，需要加强安全监管和风险评估。
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基因工程菌培养的挑战与前景
基因工程菌培养的挑战
பைடு நூலகம்
基因工程菌种稳定性问题
培养基优化需求
基因表达技术
基因表达技术是指将重组后的目的基因导入宿主细胞中，并在宿主细胞中进行表达，产生相应的蛋白质或代谢产物。

基因工程制药

在体外反转录成cDNA，与适当的载体常用噬菌体或质粒载体连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的c目的基因要进行限制性内切酶和核苷酸序列分析。
第三节目的基因的获得
难点：真核生物的单拷贝基因在整个基因中很小部分； DNA很大，组建物理图谱和基因定位很难；真核生物基因含内含子是断裂基因，它在原核生物中不表达。
克隆真核基因常用方法：反转录法，反转录-聚合酶链反应法，化学合成法，筛选基因和对已经发现的基因进行改造。
分离到含有目的基因的阳性克隆后，
必须对其作进一步的验证和鉴定。主要是限制酶图谱的绘制、杂交分析、基因定位、基因测序、确定基因的转录方向、转录起始点等。
二、化学合成法
较小的蛋白质或多肽的编码基因可以用化学合成法合成。必须知道目的基因的核苷酸顺序或目的蛋白质的氨基酸顺序。原理：DNA是由3’，5’-磷酸二酯键连接技术：DNA自动合成仪
基因工程药物：采用基因工程技术研制的，能预防和治疗某种疾病但含量极微而难以用传统方法制取的特殊药物。
第二节基因工程药物生产的基本过程
基因工程技术是将重组对象的目的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌(或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。
用化学法合成目的基因DNA不同部位的两条链的寡核苷酸短片段，再退火成为两端形成粘性末端的DNA双链片段，然后将这些双链片段按正确的次序进行退火使连接成较长的DNA片段，再用连接酶连接成完整的基
因。
人工化学合成基因的限制有：
⒈不能合成太长的基因。目前 DNA 合成仪所合成的寡核苷酸片段仅为 50～60 bp，因此只适用于克隆小分子肽的基因。

基因工程菌生长代谢的特点课件 (一)

基因工程菌生长代谢的特点课件 (一)基因工程菌生长代谢的特点课件基因工程菌是人类进行基因工程研究的常用生物材料，其生长代谢特点对于基因工程研究和应用具有重要意义。

下面我们就基因工程菌的生长代谢特点进行详细介绍。

一、菌株选材的重要性基因工程菌生长代谢的特点一定程度上取决于所选菌株的生物学特性。

在进行酵母或细菌的基因工程研究时，应根据需要，选择适合的菌株，建立标准的生长条件，上至培养方式、生长介质及添加剂等因素，下至菌体核酸组成、代谢途径、细胞壁型等多个方面进行考虑。

二、高效表达目标基因的重要性基因工程菌生长代谢的特点之一就是高效表达目标基因，将外源DNA导入细胞后可通过调节各种基因组成、菌的营养状况、生长环境等条件，使菌表达目标基因，并获得所需的表达产物，从而满足基因工程的需要。

当然，不同菌株对于某些目标基因表达效果具有一定的局限性，需要通过不断调整参数，实现目标基因的高效表达。

三、营养代谢和生长节律的特点基因工程菌的营养代谢和生长节律具有一定的特点，需通过基因工程调节。

例如，革兰氏阴性菌多需要外源氨基酸的补充，而革兰氏阳性菌则不需要。

此外，有些菌株对于生长环境的变化较为敏感，需采取特定的培养方式和环境控制，保证菌群能顺利的进行生长。

四、代谢产物的存量与分散度基因工程菌生长代谢的特点还包括代谢产物的存量和分散度，对于研究和应用具有重要意义。

在基因工程中，需要通过控制代谢产物的合成和积累等因素，保证产品质量和出品率。

此外，代谢产物的分散度也对生物反应器的设计与操作造成一定影响，需针对不同代谢产物特性进行相应调整。

五、其他生理特性的影响基因工程菌的其他生理特性，如细胞膜的化学组成、蛋白翻译后修饰等也会对菌的生长环境和代谢途径产生影响。

如磷脂酰肌醇（PI）组分的改变可调节革兰氏阴性菌细胞膜的稳定性和生长色素的合成；在泛素途径发生故障的情况下，目标蛋白的稳定性将受到影响，从而影响产物质量。

六、总结综上所述，基因工程菌生长代谢的特点包括菌株选材、高效表达目标基因、营养代谢和生长节律的特点、代谢产物的存量和分散度以及其他生理特性的影响等多个方面。

工程菌

发酵时，随DO浓度的下降，细胞生长减慢。外源基因的高效表达需要大量的能量，促进细胞的呼吸作用，提高对氧的需求。维持较高的DO值，才能提高工程菌的生长，利于外源蛋白产物的形成。
采用调节搅拌转速的方法, 可改变培养过程中的氧供给，提高活菌产量。
⒌ 热诱导时机的影响
一般在对数生长期或对数生长后期升温诱导表达。要求在2min内让罐升温达到42 。升温时间太长，会降低外源蛋白表达量，也给提取纯化增加困难。
微生物发酵目的是为了获得初级或次级代谢产物，细胞生长并非主要目标应用发酵罐大规模培养基因工程菌是为了获得最大量的基因表达产物。
发酵罐的组成有：
发酵罐体
保证高传质作用的搅拌器精细的温度控制和灭菌系统空气无菌过滤装置残留气体处理装置参数测量与控制系统培养液配制和连续操作系统。
发酵罐要求：提供菌体生长最适生长条件，培养过程不得污染，保证纯菌培养，培养及消毒过程不得游离异物，不能干扰细菌代谢活动等。
表达产物不稳定：
人干扰素工程菌在表达干扰素时，随着培养时间的
延长，干扰素活性反而下降。
影响工程菌稳定性的因素：（1）质粒结构：质粒稳定区受到影响，重组质粒上
有重复序列等。
（2）宿主：宿主中重组基因的完整性、重组时有关
基因的变异等。
（3）环境因素：高温、去垢剂、某些药物(如利福
平)、染料及胸腺嘧啶饥饿、紫外线辐射等都会引起质粒的丢失。
b 抗生素依赖变异法
诱变使宿主成为某抗生素的依赖性突变株，而重组质粒上含有该抗生素的非依赖性基因。发酵生产时，不向
培养基中加抗生素就能起到消除重组质粒不稳定的影响。
c 、营养缺陷型法
诱变使宿主成为营养缺陷型，将相关基因插入到重

基因工程菌培养(整理)

精心整理
6
大肠杆菌作为宿主的主要问题是
大肠杆菌分泌(secretion)的蛋白通常在细胞内，当这些蛋白到达高浓度时，会被水解或形成不溶的包含体。包含体中的蛋白是不折叠的，不折叠的蛋白没有生物活性，必须重新溶解并使它复性。
大量的外源蛋白的产生会触发热冲击响应。热冲击调节子的一种响应是增加蛋白水解酶的活性。在一些情况下，细胞内蛋白水解酶使蛋白的降解速率几乎等于产生的速率。
有的蛋白转译后还要进展修饰，如糖基化、磷酸化后才有活性。
附加值高。治疗蛋白最主要的是保证产品的质量和平安，降低本钱并不重要。
精心整理
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二、宿主-载体系统
构建基因工程菌，必须选择宿主和表达系统要求：翻译后的修饰要简单
如果用于食品要考虑宿主菌要求平安，列入 FDA表中常用的宿主系统有：大肠杆菌
精心整理
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4、生长速率占优势的不稳定性
所有这三种因素的关键是变异了的宿主载体系统和原宿主-载体系统的生长速率不同。如果变异了的宿主载体系统比原来的宿主-载体系统有生长优势，那么变异了的系统将最终占优势，基因不稳定性就出现。
〔四〕表达的诱导基因工程菌的产物表达需要诱导，诱因主要有：温度诱导、乳糖或乳糖构造类似物诱导、氧饥饿诱导、葡萄糖饥饿诱导、甲醇诱导等。
精心整理
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三、利用基因工程菌生产的特点
〔一〕基因工程菌带有外源基因，外源基因可能在质粒上也可能整合到染色体上，这些基因可能不稳定。丧失外源基因的菌往往比未丧失质粒的菌生长快得多，这样就会大大降低产物的表达。为了抑制基因丧失的菌的生长，一般在培养中参加选择压力，如抗生素。
〔二〕基因工程菌的培养一般分两段。前期是菌体生长，生长到某一阶段，参加诱导因子，诱发产物表达。

基因工程制药2课件

（4）大肠杆菌中不存在翻译后的修饰系统，不能对蛋白质产物进行糖基化. （5）大肠杆菌内的蛋白酶会对目的蛋白质造成破坏。（6）大肠杆菌会产生内毒素，难以除去。
2、枯草芽孢杆菌
优点：（1）分泌能力很强，可以将蛋白质产物直接分泌到培养液中。（2）不会形成包含体。
缺点：（1）不能使蛋白质产物糖基化。（2）枯草芽孢杆菌具有很强的胞外蛋白酶分泌系统，常常对蛋白质产物造成破坏。
质粒pBV220的结构框：（图2－3）
ori-------复制起始点；
clts857-------抑制子基因，在31℃时，其基因产物具有阻抑PL的活性，当温度升高时，这种阻抑活性就丧失，PL就开始指导合成mRNA；
PR-------启动子1；PL--------启动子2； BglII、EcoRI、SmaI、BamHI、SalI、PstI、
缺点：（1）生产慢、（2）生产率低、（3）培养条件苛刻、费用高，（4）培养液浓度较稀。
二、大肠杆菌体系中的基因表达
（一）表达载体（二）影响真核基因在大肠杆菌中表达的因素（三）真核基因在大肠杆菌的中表达的形式
（一）表达载体
表达载体必须具备的条件：
（1）载体能独立地进行复制：分严紧型和松弛型，前者在宿主细胞中拷贝数仅1~3个，后者在宿主细胞中拷贝数可高达3000个。
表达载体必须具备的条件
（6）所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号，即起始密码AUG和SD序列（ShineDalgarno sequence），以便转录后能顺利翻译。
大肠杆菌表达载体的构成：
复制及选择系统（载体）
转录系统
（目的基因）
蛋白质翻译系统（目的蛋白）
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外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理：

生物制药技术知识点

第一章：绪论生物技术制药:采用现代生物技术，借助某些微生物、植物、动物生产药品。

生物技术药物一般来说，采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物。

生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程、抗体工程等。

基因工程是生物技术的核心和关键，是主导技术；细胞工程是生物技术的基础；酶工程是生物技术的条件；发酵工程是生物技术获得最终产品的手段。

生物技术：从广义角度来看，是人类对生物资源（包括微生物、植物、动物）的利用、改造并为人类服务的技术。

现代生物技术包括:⑴重组DNA技术⑵细胞和原生质体融合技术⑶酶和细胞的固定化技术⑷植物脱毒和快速繁殖技术⑸动物和植物细胞的大量培养技术⑹动物胚胎工程技术⑺现代微生物发酵技术⑻现代生物反应工程和分离工程技术⑼蛋白质工程技术⑽海洋生物技术现代生物技术的发展趋势主要体现在下列几个方面：①基因操作技术日新月异，不断完善。

②新技术、新方法一经产生便迅速地通过商业渠道出售专项技术，并在市场上加以应用。

③基因工程药物和疫苗的研究和开发突发猛进。

④新的生物治疗制剂的产业化前景十分光明，21世纪整个医药工业将面临全面的更新改造。

⑤转基因植物和动物取得重大突破⑥现代生物技术在农业上的广泛应用将给农业和畜牧业生产带来新的飞跃。

⑦阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向，⑧基因治疗取得重大进展，有可能革新整个疾病的预防和治疗领域。

⑨蛋白质工程是基因工程的发展，它将分子生物学、结构生物学、计算机技术结合起来，形成一门高度综合的学科。

⑩信息技术的飞跃发展渗透到生命科学领域中，形成形成引人注目、用途广泛的生物信息学。

新型生物反应器有:1.气升式生物反应器2.流化床式生物反应器3.固定床式生物反应器4.袋式或膜式生物反应器5.中空纤维生物反应器一、生物技术药物分类1.重组DNA技术制造的多肽、蛋白类药物2.基因药物，包括基因治疗药、基因疫苗、反义药物、核酶3.来自动、植物、微生物的天然药物4.合成与半合成的生物药物按照医学用途分类：1.治疗药物，治疗疾病是生物药物的主要功能。

生物技术制药教学大纲

生物技术制药教学大纲温州医学院生物技术药物教研室二零一二年九月理论课教学大纲《生物技术制药》教学大纲一、课程基本信息课程名称：生物技术制药Biotechnological Pharmaceutics课程号（代码）：04000006课程类别：必修学时：32 学分：2.0二、前言生物技术制药课程是建立在微生物学、生物化学、遗传学、分子免疫学、分子生物学、生物技术原理等课程基础上的一门专业应用性课程。

通过本课程的教学，将使学生全面系统掌握生物技术药物制备和生产的一般规律、基本方法、制造工艺及其控制原理，使学生掌握现代生物制药的基本知识、基本理论和基本技能，了解21世纪生物制药工业的发展及药物生物技术的新进展，为学生应用现代生物技术研究新药和从事生物药物的研究开发及生产奠定基础。

三、课程的内容和要求第一章绪论[基本内容]生物技术发展简史，生物技术与医药工业的关系，生物技术药物的分类和特性，生物技术在制药工业中的应用。

[基本要求]掌握生物技术药物的分类和特性，熟悉生物技术的涵义和任务，明确生物技术在医药工业中的地位与重要性。

第二章基因工程制药[基本内容]基因工程技术在药品生产中的应用。

基因工程制药的基本过程。

目的基因获得的方法，基因表达体系，不同表达体系的特点及高效表达的措施。

基因工程菌生长代谢的特点。

基因工程菌的稳定性，不稳定的表现及提高稳定性的方法。

基因工程菌培养培养方式和设备，高密度发酵的影响因素及控制方法。

基因工程药物的分离纯化的基本过程，分离纯化技术。

基因工程药物的质量控制及产品质量分析，产品保存方法。

基因工程药物干扰素、集落刺激因子和白介素-2的生产。

[基本要求]掌握基因工程菌构建的过程，基因工程菌发酵影响因素及控制方法，基因工程药物分离纯化方法和质量分析方法。

熟悉不同表达体系的特点和基因工程菌生长代谢的特点。

了解基因工程制药的基本过程。

第三章动物细胞工程制药[基本内容]动物细胞的形态、细胞的结构和功能、细胞的化学组成和代谢、细胞的分裂和周期生产用动物细胞的要求和获得，常用细胞的特性。

生物技术制药试题及重点

生物技术制药试题及重点第一章绪论填空题1. 生物技术制药的特征高技术、高投入、高风险、高收益、长周期。

2. 生物药物广泛应用于医学各领域，按功能用途可分为三类，分别是治疗药物、预防药物、诊断药物。

3. 现代生物药物已形成四大类型：一是应用DNA 重组技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂；二是基因药物；三是来自动物植物和微生物的天然生物药物；四是合成与部分合成的生物药物；4. 生物技术的发展按其技术特征来看，可分为三个不同的发展阶段，传统生物技术阶段；近代生物技术阶段；现代生物技术阶段。

5. 生物技术所含的主要技术范畴有基因工程；细胞工程；酶工程；发酵工程；蛋白质核酸工程和生化工程；选择题1. 生物技术的核心和关键是（A ）A 细胞工程B 蛋白质工程C 酶工程D 基因工程2. 第三代生物技术（A ）的出现，大大扩大了现在生物技术的研究范围A 基因工程技术B 蛋白质工程技术C 海洋生物技术D 细胞工程技术3. 下列哪个产品不是用生物技术生产的（D ）A 青霉素B 淀粉酶C 乙醇D 氯化钠4. 下列哪组描述（A ）符合是生物技术制药的特征A 高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B 高技术、高投入、低风险、高收益、长周期C 高技术、低投入、高风险、高收益、长周期D 高技术、高投入、高风险、低收益、短周期5. 我国科学家承担了人类基因组计划（C ）的测序工作A10% B5% C 1% D 7% 名词解释（2）近代生物技术阶段的技术特征是微生物发酵技术，所得产品的类型多，不但有菌体的初级代谢产物、次级代谢产物，还有生物转化和酶反应等的产品，生产技术要求高、规模巨大，技术发展速度快。

代表产品有青霉素，链霉素，红霉素等抗生素，氨基酸，工业酶制剂等。

（3）现代生物技术阶段的技术特征是DNA 重组技术。

所得的产品结构复杂，治疗针对性强，疗效高，不足之处是稳定性差，分离纯化工艺更复杂。

代表产品有胰岛素，干扰素和疫苗等。

培养基的影响及其控制

二、自然选育
1．自然选育的概念：
不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。
2. 正变菌株：由于微生物可以发生自发突变，所以菌种在群体培养过程
中会产生变异个体。变异个体生长良好，生产水平提高，对生产有利，这类菌株称为正变菌株；负变菌株：
变异个体生产能力下降，形态出现异型，生产水平下降，导致菌种退化，这类菌株称为负变菌株。
第七章发酵工程制药
第七章发酵工程制药
第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节第八节第九节第十节
概述优良菌种的选育发酵的基本过程发酵方式发酵工艺控制发酵产物的提取发酵设备基因工程菌生长代谢的特点基因工程在发酵工程中的应用发酵工程的发展展望
第一节概述
一、发酵工程二、发酵工程发展的4个阶段三、发酵工程的研究内容
四、产物提取
发酵完成后得到的发酵液是一种混合物，其中除了含有表达的目的产物外，还有残余的培养基、微生物代谢产生的各种杂质和微生物的菌体等。
提取过程包括以下三个方面： ①发酵液的预处理和过滤。 ②提取。 ③精制。
第四节发酵的方式
在制备大量微生物菌体或其代谢产物时，可采用不同的发酵方式。微生物的发酵方式可分为分批发酵、补料分批发酵和连续发酵。
二、发酵工程发展的4个阶段
第一阶段：
20世纪以前时期，人类利用传统的微生物发酵过程来生产葡萄酒、酒、醋、酱、奶酪等食品。
巴斯德关于发酵作用的研究，从 1857年到1876年前后持续了近 20 年。巴斯德以自己研究实践的科学结论说服程都是微生物作用的结果。发酵是没有空气的生命过程。微生物是引起化学变化的作用者”。

基因工程菌生长代谢的特点讲解

5. 诱导时机的影响
6. 诱导表达程序的影响
7. pH的影响
⒈培养基的影响
培养基的组成既要提高工程菌的生长速率，又要保持工程菌的稳定性，使外源基因高效表达。常用的碳源有：葡萄糖、甘油、乳糖、甘露糖、果糖等。常用的氮源有：酵母提取液、蛋白胨、酪蛋白水解物、玉米浆、氨水、硫酸铵、氯化铵等。还有无机盐、维生素等。
五计算机的应用
第八节重组工程菌的培养
基因工程菌的培养过程包括: ⑴通过摇瓶操作基因工程菌生长的基础条件,
如温度、pH、培养基各种组分、碳氧比，分析表达产物的合成、积累对受体细胞的影响; ⑵通过培养罐操作确定培养参数和控制方案以及顺序。
菌种
一级种子摇瓶
扩大培养
二级种子罐培养
原料
发酵培养基配制
对发酵罐要求：提供菌体生长最适生长条件，培养过程不得污染，保证纯菌培养，培养及消毒过程不得游离异物，不能干扰细菌代谢活动等。
第九节高密度发酵
利用大肠杆菌表达重组基因产物与传统发酵培养不同，重组菌培养有自身的特点，即目的基因克隆自啊质粒上，存在分裂不稳定性和结构不稳定性；随着培养环境的改变，质粒拷贝数会有增有减，基因剂量也会相应变化；大多数克隆基因的表达是已知启动子控制的，因而易通过改变环境条件来调节。
温度还影响蛋白质的活性和包含体的形成。
⒋ 溶解氧的影响
对于好氧发酵,溶解氧浓度是重要的参数。
好氧微生物利用溶解于培养液中的氧气进行呼吸。
若能提高溶氧速度和氧的利用率，则能提高发酵产率。
发酵时，随DO2浓度的下降，细胞生长减慢， ST值下降，发酵后期下降幅度更大。
外源基因的高效表达需要大量的能量，促进细胞的呼吸作用，提高对氧的需求。