生物工程PPT课件
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生物工程下游技术98页PPT
• 4.成品的加工处理
•
主要操作单元是浓缩、结晶和干燥
4、生物分离工程的选择准则
• ① 生产成本要降低 • ② 工艺步骤要少 • ③ 操作程序要合理 • ④ 适应产品的技术规格 • ⑤ 生产要有规模 • ⑥ 产品具有稳定性 • ⑦ 环保和安全要求 • ⑧ 生产方式
第二章 发酵液的预处理
为何要对发酵液进行预处理？
• Mg2+——三聚磷酸钠，→形成三聚磷酸钠 镁可溶性络合物；
• Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀
杂蛋白的去除方法
(1) 沉淀法：蛋白质是两性物质，在酸性溶液中，
能与一些阴离子（三氯乙酸盐、水扬酸盐）形成 沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子（Ag+、 Cu2+、Zn2+、Fe3+等）形成沉淀。
• 2）发酵液中含有不溶性多糖物质时，用酶将其转 化为单糖，以提高过滤速率。如万古霉素用淀粉 作培养基，发酵液过滤前加入0.025%的淀粉酶， 搅拌30min后，再加2.5%硅藻土助滤剂，可提高 过滤效率5倍
高价无机离子的去除方法
• Ca2+ ——草酸、草酸钠，→形成草酸钙沉 淀（注意回收草酸） ；
一、发酵液的基本特性
• 发酵产物浓度较低，大多为1-10%， • 悬浮物颗粒小，细胞的相对密度与培养液相似。 • 可压缩性 • 液相粘度大，大多为非牛顿型流体； • 悬浮状态稳定：双电层、水化膜、布朗运动
--这些特性使得发酵液的过滤与分离相当困难。
二、预处理的目的和要求
预处理的目的：促进从悬浮液中分离固形物 的速度，提高固液分离的效率：
细胞(碎片)及某些胶体物质在某个pH值下也可能 趋于絮凝而成为较大颗粒，有利于过滤的进行。
生物工程下游技术 PPT课件
• Biochemical Engineering Journal
/science/journal/1369703X
• Separation and Purification Technology
/science/journal/13835866
• Journal of Membrane Science
/science/journal/03767388
References-SCI journals
• Enzyme and Microbial Technology
/science/journal/01410229
• Journal of Chemical Technology and Biotechnology
/jpages/0268-2575
References-SCI journals
• Separation and Purification Reviews
• P. A. Belter, E. L. Cussler, W. Hu. Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology. New York: John Wiley & Sons, 1988
• D. Forciniti. Industrial Bioseparations: Principles and Practice. Iowa: WileyBlackwell, 2008
考核方式
• 根据课程基本要求，结合平时成绩、课程论文及 笔试（期末考试）三方面进行综合评定。
• 平时成绩20％ • 课程论文20％ • 期末考试60％
主要内容
1. 绪论 2. 下游技术理论基础 3. 发酵液预处理与细胞破碎 4. 沉淀 5. 萃取分离 6. 膜分离 7. 吸附与离子交换 8. 色谱分离 9. 亲和色谱
/science/journal/1369703X
• Separation and Purification Technology
/science/journal/13835866
• Journal of Membrane Science
/science/journal/03767388
References-SCI journals
• Enzyme and Microbial Technology
/science/journal/01410229
• Journal of Chemical Technology and Biotechnology
/jpages/0268-2575
References-SCI journals
• Separation and Purification Reviews
• P. A. Belter, E. L. Cussler, W. Hu. Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology. New York: John Wiley & Sons, 1988
• D. Forciniti. Industrial Bioseparations: Principles and Practice. Iowa: WileyBlackwell, 2008
考核方式
• 根据课程基本要求，结合平时成绩、课程论文及 笔试（期末考试）三方面进行综合评定。
• 平时成绩20％ • 课程论文20％ • 期末考试60％
主要内容
1. 绪论 2. 下游技术理论基础 3. 发酵液预处理与细胞破碎 4. 沉淀 5. 萃取分离 6. 膜分离 7. 吸附与离子交换 8. 色谱分离 9. 亲和色谱
生物技术与工程课件ppt
总结词
细胞工程的主要技术包括细胞培养、细胞繁殖、基因编辑和细胞融合等。
详细描述
细胞培养是细胞工程的基础技术，通过提供适宜的体外环境，使细胞在体外进行生长和繁殖。基因编辑技术如 CRISPR-Cas9等，可以对细胞基因进行精确的编辑和改造，实现定向的遗传改良。细胞融合技术则是将不同种类 的细胞融合在一起，形成杂种细胞，以实现新的细胞特性的获得。
培养基的配制与灭菌
根据微生物的生长需求，配制适合的 培养基，并进行灭菌处理。
发酵条件的控制
通过调节温度、pH、溶氧等发酵条 件，优化微生物的生长和代谢。
产物分离与提取
利用物理、化学或生物分离技术，提 取和纯化发酵产物。
发酵工程的应用实例
酒精发酵
利用酵母菌进行酒精发酵，生 产乙醇。
抗生素生产
通过微生物发酵，生产抗生素 药物。
通过蛋白质工程研究细胞信号转导过程中的蛋白质相互作用和调控机制。
生物材料与组织工程
利用蛋白质工程设计和制备生物材料和组织工程支架，用于再生医学和组织修复。
感谢您的观看
THANKS
细胞工程的应用实例
总结词
细胞工程在医学、农业、工业等领域有着广泛的应用 ，例如药物研发、组织工程、疫苗生产等。
详细描述
在医学领域，细胞工程可以用于药物研发和生产，通过 大规模培养和繁殖特定细胞，可以生产出大量的药物或 疫苗。在农业领域，细胞工程可以用于转基因作物的研 发和生产，以提高作物的抗病性和产量。在工业领域， 细胞工程可以用于生物燃料的研发和生产，利用微生物 细胞生产燃料酒精和生物柴油等可再生能源。此外，细 胞工程还可以用于组织工程领域，通过培养和繁殖人体 细胞，可以用于修复和替换损伤的人体组织器官。
从生物材料中分离和纯化酶，是酶工程的 重要技术之一。常用的方法包括离心、过 滤、沉淀、萃取等。
细胞工程的主要技术包括细胞培养、细胞繁殖、基因编辑和细胞融合等。
详细描述
细胞培养是细胞工程的基础技术，通过提供适宜的体外环境，使细胞在体外进行生长和繁殖。基因编辑技术如 CRISPR-Cas9等，可以对细胞基因进行精确的编辑和改造，实现定向的遗传改良。细胞融合技术则是将不同种类 的细胞融合在一起，形成杂种细胞，以实现新的细胞特性的获得。
培养基的配制与灭菌
根据微生物的生长需求，配制适合的 培养基，并进行灭菌处理。
发酵条件的控制
通过调节温度、pH、溶氧等发酵条 件，优化微生物的生长和代谢。
产物分离与提取
利用物理、化学或生物分离技术，提 取和纯化发酵产物。
发酵工程的应用实例
酒精发酵
利用酵母菌进行酒精发酵，生 产乙醇。
抗生素生产
通过微生物发酵，生产抗生素 药物。
通过蛋白质工程研究细胞信号转导过程中的蛋白质相互作用和调控机制。
生物材料与组织工程
利用蛋白质工程设计和制备生物材料和组织工程支架，用于再生医学和组织修复。
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细胞工程的应用实例
总结词
细胞工程在医学、农业、工业等领域有着广泛的应用 ，例如药物研发、组织工程、疫苗生产等。
详细描述
在医学领域，细胞工程可以用于药物研发和生产，通过 大规模培养和繁殖特定细胞，可以生产出大量的药物或 疫苗。在农业领域，细胞工程可以用于转基因作物的研 发和生产，以提高作物的抗病性和产量。在工业领域， 细胞工程可以用于生物燃料的研发和生产，利用微生物 细胞生产燃料酒精和生物柴油等可再生能源。此外，细 胞工程还可以用于组织工程领域，通过培养和繁殖人体 细胞，可以用于修复和替换损伤的人体组织器官。
从生物材料中分离和纯化酶，是酶工程的 重要技术之一。常用的方法包括离心、过 滤、沉淀、萃取等。
生物工程设备 第一章 绪论ppt课件
精选ppt
18
实验室过程
菌种筛选
发酵罐试验
摇瓶试验
精选ppt
19
发 酵 工 程 ── 利用微生物进行产品生产
传统生物技术
抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、 有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、 生物农药、生物肥料等
现代生物技术 基因工程菌发酵
基因工程药物、疫苗及抗体产品
医药、轻工、食品、农业、环保、能源等行业
次级代谢产物：抗生素、生物碱、毒素、色素、生长因子 等。
精选ppt
26
4、微生物的生物转化
定义：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部 位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具 有更大经济价值的化合物。
最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一 特定部位进行化学反应而形成的。
如：甾体转化（羟基化反应 ）氢化可的松生产的生物转化 工艺 兰色梨头霉（新月弯孢霉 ）的11β-羟化能力将 21-醋酸化合物S转化成氢化可的松。
化学工程 生物化工 精选ppt 生物加工行业
20
生物反应过程的特点：
通常在常温常压下进行，一种设备有多种用途； 通常以糖蜜、淀粉为主要原料，无毒，不必精制；
反应以生命体的自动调节方式进行，因此数十个反应 过程就象单一反应一样，在发酵罐内进行；容易得到 复杂的高分子化合物；
由于生命体特有的反应机制，能够高度选择性的进行 复杂化合物在特定部位的氧化、还原及官能团的导入 等反应；
产品：淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、糖化酶、蛋白酶、 脂酶、胆固醇氧化酶等
精选ppt
25
3、微生物代谢产物发酵
包括初级代谢产物和次级代谢产物。
对数生长期形成的产物是细胞自身生长所必需 的，称为初级代谢产物或中间代谢产物。
《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。
生物工程进展PPT课件
工业领域
生物催化、生物质能源、生物 材料等。
环保领域
废水处理、固体废物处理、生 态修复等。
基因工程进展
02
基因工程技术
基因克隆技术
通过将外源基因插入到载体中，实现基因的体外复制 和表达。
基因转录技术
利用逆转录酶将RNA逆转录成cDNA，实现基因的克 隆和表达。
基因表达技术
通过构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞， 实现基因的表达和调控。
细胞工程进展
03
干细胞研究
01
02
03
胚胎干细胞
具有发育的全能性，可分 化为任何类型的细胞，为 疾病治疗和组织修复提供 无限可能。
成体干细胞
存在于人体某些组织中， 具有多向分化潜能，可修 复受损组织。
诱导多能干细胞
通过特定因子诱导成熟细 胞逆转为多能干细胞，为 疾病研究和治疗提供新的 途径。
细胞培养与细胞分化
要点二
生物材料的进展
随着科技的不断进步，新型生物材料不断涌现，如可降解 材料、纳米生物材料等，为生物工程领域的发展提供了更 多可能性。
生物反应器的设计与优化
生物反应器的设计
生物反应器是生物工程中的重要设备，其设计需要考 虑多种因素，如微生物或细胞的生长特性、反应条件 等。
生物反应器的优化
为了提高生物反应器的效率和稳定性，需要对其进行 优化，如改进反应器结构、优化操作参数等。
组织工程
组织工程的基本原理
利用生物材料、细胞和生物反应器等技术构建人体组织和器官。
组织工程的应用
用于修复和替换受损的组织和器官，如人工关节、皮肤等。
酶工程进展
04
酶的筛选与改造
酶的筛选
从微生物、动植物等生物资源中筛选具有特定催化功能的酶，是酶工程研究的重要基础。随着基因组 学和蛋白质组学的发展，高通量筛选技术为酶的筛选提供了有力支持，能够快速发现新的酶。
生物工程前沿与热点ppt课件
生物工程生物工程上海技术物理所上海技术物理所2004102420041024生物工程的历史生物工程的历史学科雏形学科雏形远古人类发现吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料人类最早发明的酒我国古代的酿酒作坊四川新都县出土的汉代画像公元前2300年左右埃及人酿制啤酒的场面某金字塔壁画首创用牛痘预防天花是免疫学的发展开创了预防医学的先河1676年荷兰人leeuwenhoek用自磨镜片创造了一架原始显微镜生物工程进入微观形态学发展阶段现代生物工程现代生物工程modernmodernbioengineeringbioengineering要把遗传物质dna分子从生物体中分离来进行剪切组合拼装合成新的dna子
Chromosome 染色体 Karyotype 染色体组型
基因(Gene)
基 因 （ gene ） 是 1909 年 丹 麦 生 物 学 家 W.Johannsen根据希腊文“给予生命”之 意创造的。
一个基因就是能够编码一个蛋白质分子 的一个DNA或一个RNA片段
生物学进入 基因组 (Genome)
2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司 宣布，该公司已破译出一名实验者的完整 遗传密码。
2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣 布人类基因组草图的完成。
6国科学家组成的国家人类基因组 中心主要研究比例
美国：WASH＆MIT等7家研究中心，贡献率为54％。
英国：SANGER一家研究中心，贡献率为33％。
干细胞（Stem cell）即起源细胞。在细 胞的分化过程中，细胞往往由于高度化分而 完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。 机体在发展适应过程中为了弥补这一不足， 保留了一部分未分化的原始细胞。
因此，干细胞是一类具有自我更新和分 化潜能的细胞。
Chromosome 染色体 Karyotype 染色体组型
基因(Gene)
基 因 （ gene ） 是 1909 年 丹 麦 生 物 学 家 W.Johannsen根据希腊文“给予生命”之 意创造的。
一个基因就是能够编码一个蛋白质分子 的一个DNA或一个RNA片段
生物学进入 基因组 (Genome)
2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司 宣布，该公司已破译出一名实验者的完整 遗传密码。
2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣 布人类基因组草图的完成。
6国科学家组成的国家人类基因组 中心主要研究比例
美国：WASH＆MIT等7家研究中心，贡献率为54％。
英国：SANGER一家研究中心，贡献率为33％。
干细胞（Stem cell）即起源细胞。在细 胞的分化过程中，细胞往往由于高度化分而 完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。 机体在发展适应过程中为了弥补这一不足， 保留了一部分未分化的原始细胞。
因此，干细胞是一类具有自我更新和分 化潜能的细胞。
生物分离工程第四章细胞破碎课件ppt
通过破碎细胞，可以释放 细胞内的蛋白质，便于后 续的提取和纯化。
药物生产
在制药工业中，细胞破碎 技术可用于生产各种药物， 如抗生素、疫苗等。
基因工程
细胞破碎是基因工程中的 重要步骤，通过破碎细胞， 可以分离出基因表达产物。
在食品工业领域的应用
பைடு நூலகம்食品添加剂
利用细胞破碎技术，可以 从天然原料中提取出食品 添加剂，如植物色素、天 然香料等。
低温破碎法
总结词
利用低温下细胞膜的通透性增加和脆性增加而破碎
详细描述
低温破碎法是在低温下进行细胞破碎的方法。在低温下，细胞膜的通透性增加， 脆性也增加，因此容易受到外力的破碎。该方法对细胞内物质损伤较小，但需要 控制好温度和时间，以避免对细胞内物质造成不良影响。
03
非机械法细胞破碎
渗透压冲击法
压差循环破碎法
总结词
利用压力差使细胞通过狭窄通道时受到 挤压而破碎
VS
详细描述
压差循环破碎法是利用压力差使细胞通过 狭窄的通道或阀门时受到挤压而破碎。在 高压下，细胞受到较大的流体剪切力和挤 压力，导致细胞壁破裂。该方法破碎效率 较高，适用于大规模生产，但对细胞内物 质损伤较大，且需要针对不同细胞类型选 择合适的压力和循环速度。
化学法
总结词
利用化学试剂与细胞膜发生反应的方法
详细描述
通过使用某些化学试剂，如酸、碱、有机溶剂等，与细胞膜 发生反应，破坏细胞膜的结构和功能，从而使细胞内容物释 放。化学法具有操作简便、适用范围广等优点，但可能会对 细胞造成一定的损伤。
04
细胞破碎的应用
在生物制药领域的应用
01
02
03
蛋白质提取
与纳米技术的结合
药物生产
在制药工业中，细胞破碎 技术可用于生产各种药物， 如抗生素、疫苗等。
基因工程
细胞破碎是基因工程中的 重要步骤，通过破碎细胞， 可以分离出基因表达产物。
在食品工业领域的应用
பைடு நூலகம்食品添加剂
利用细胞破碎技术，可以 从天然原料中提取出食品 添加剂，如植物色素、天 然香料等。
低温破碎法
总结词
利用低温下细胞膜的通透性增加和脆性增加而破碎
详细描述
低温破碎法是在低温下进行细胞破碎的方法。在低温下，细胞膜的通透性增加， 脆性也增加，因此容易受到外力的破碎。该方法对细胞内物质损伤较小，但需要 控制好温度和时间，以避免对细胞内物质造成不良影响。
03
非机械法细胞破碎
渗透压冲击法
压差循环破碎法
总结词
利用压力差使细胞通过狭窄通道时受到 挤压而破碎
VS
详细描述
压差循环破碎法是利用压力差使细胞通过 狭窄的通道或阀门时受到挤压而破碎。在 高压下，细胞受到较大的流体剪切力和挤 压力，导致细胞壁破裂。该方法破碎效率 较高，适用于大规模生产，但对细胞内物 质损伤较大，且需要针对不同细胞类型选 择合适的压力和循环速度。
化学法
总结词
利用化学试剂与细胞膜发生反应的方法
详细描述
通过使用某些化学试剂，如酸、碱、有机溶剂等，与细胞膜 发生反应，破坏细胞膜的结构和功能，从而使细胞内容物释 放。化学法具有操作简便、适用范围广等优点，但可能会对 细胞造成一定的损伤。
04
细胞破碎的应用
在生物制药领域的应用
01
02
03
蛋白质提取
与纳米技术的结合
Biotechnology-生物工程 PPT课件
DNA Sequencing: Determining the Order of Nucleotides
DNA sequence for gene from cress plant
Arrows show differences in DNA sequences related to inherited breast cancer
restriction enzyme
Each bacterial cell carries a different recombinant plasmid
Tools for Producing Recombinant DNA
Probe: sequence of DNA that is complementary to the gene of interest; Used to locate a copy of the gene by hybridization
AGCTTAGCGAT TCGAATCGCTA
Denature DNA by heating Add Probe Probe Binds to gene
AGCTTAGCGAT AATCGC TCGAATCGCTA
Using the Probe to Find the Gene of Interest
Applications of Biotechnology Transgenic Bacteria
Use of the Restriction Enzyme Bam H1
5’— G G A T C C — 3’ 3’— C C T A G G — 5’ Results in
sticky end
5’— G 3’— C C T A G
sticky end
DNA sequence for gene from cress plant
Arrows show differences in DNA sequences related to inherited breast cancer
restriction enzyme
Each bacterial cell carries a different recombinant plasmid
Tools for Producing Recombinant DNA
Probe: sequence of DNA that is complementary to the gene of interest; Used to locate a copy of the gene by hybridization
AGCTTAGCGAT TCGAATCGCTA
Denature DNA by heating Add Probe Probe Binds to gene
AGCTTAGCGAT AATCGC TCGAATCGCTA
Using the Probe to Find the Gene of Interest
Applications of Biotechnology Transgenic Bacteria
Use of the Restriction Enzyme Bam H1
5’— G G A T C C — 3’ 3’— C C T A G G — 5’ Results in
sticky end
5’— G 3’— C C T A G
sticky end
《生物工程技术》课件
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基因治疗
利用基因工程技术将正常的基因导入病变细胞中，以补偿缺陷或异 常的基因，从而达到治疗疾病的目的。
03
细胞工程
细胞工程的定义与原理
总结词
细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学原理和方法，通过细胞水平的操作，在细胞整体、亚细胞及 分子水平上改变生物遗传与表达性状，以获得新物种或新品系的现代生物技术。
通过调控基因的表达水平来改变生物 体的性状，包括启动子选择、增强子 利用等手段。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过将抗虫、抗病、抗除草剂等外源基因导入作物中，培育出抗 逆性更强、产量更高、营养价值更丰富的转基因作物。
转基因动物
通过基因工程技术将外源基因导入动物体内，实现对其性状的改良 或创造新性状，如转基因猪、转基因牛等。
06
蛋白质工程
蛋白质工程的定义与原理
总结词
蛋白质工程的定义与原理
VS
详细描述
蛋白质工程是通过基因工程技术对蛋白质 的氨基酸序列和结构进行设计和改造，以 达到改善蛋白质性能或创造新蛋白质的目 的。其原理基于基因工程和蛋白质结构与 功能关系的研究，通过改变基因序列来改 变蛋白质的结构和功能。
蛋白质工程的基本技术与方法
细胞工程的应用实例
总结词
细胞工程的应用广泛，包括新品种的培育、生物制药 、基因治疗、组织工程等领域。
详细描述
在农业上，通过细胞工程可以培育出抗逆性更强、品 质更优良的农作物新品种，提高农业生产效率。在生 物制药方面，细胞工程可以用于生产高纯度、高质量 的药物，如单克隆抗体、疫苗等。基因治疗则是通过 将正常基因导入病变细胞，纠正或补偿缺陷基因引起 的疾病。组织工程则利用细胞培养和生长因子等手段 ，构建出具有生理功能的组织或器官，用于移植治疗 。
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发酵工程的内容
基因工程
1菌种的选育 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
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各 种酶、ATP
克隆羊
问题1 ：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？
问题2 ：克隆羊多利的产生是属于哪一项 生物工程技术？
生物工程的概念、特点、内容
1 、概念： 也叫生物技术，是生物科学与工程技术有
机结合而兴起的一门综合性科学技术。
2 、特点 ： 以生物科学为基础，运用先进的科学原理
和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白 质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生 物或生物制品。
•酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件 温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品 种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产 生的污染物少。
•酶工程的内容
用于治疗疾病
制成酶制剂 直接利用
酶的生产、提取和分离纯化
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
制成固定化 酶后利用
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。
基因工程例1Leabharlann 基因工程方法•基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药 物、培育特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅 力和其它传统育种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答 是
⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀” DNA限制性内切酶 ，基因的“针线”是DNA连接酶 ，基因的“ 输工具”是
目的基因的运载体（质粒等） 。
⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物 新品种的主要优点是： 。 ①目的性强 ②育种周期短 ③克服远缘杂交的障碍
三、酶工程概念、特点
• ⒈酶工程的概念： • 酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的 生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。
•⒉酶工程的特点：
第二步：目的基因与运载体结合
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
细胞工程的应用
• １、单克隆抗体 将免疫Ｂ淋巴与骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交 瘤细胞。这种细胞既能够像肿瘤细胞那样长期进行无性 繁殖，又能像Ｂ淋巴细胞那样分泌抗体。而且由于这种 抗体可以是由单一的无性繁殖细胞系的细胞产生的，故 又可以称单克隆抗体。 • ２、植物组织培养 是指将植物的器官、组织或细胞从植物体上取出， 在一定的容器里供给适当的营养物质，使它们得到分化、 发育和生长的培养技术。 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。
酶制剂生产
酶制剂的应用
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物 固定化酶膜，变化器
应用
糖尿试纸 酶传感器
发酵和发酵工程的概念
•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
DNA
控制产生胰岛 素的基因片段 1
限 制 酶
人体细胞
胰岛素
DNA 质粒
2 限制酶
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素
基因工程基本步骤
• 第一步：获取目的基因：
• 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的 完整的遗传信息的DNA片段。
目的基因 获取方法
目的基因 获取方法
•①鸟枪法 •②分子杂交法 •③反（逆）转录法 •④人工合成法
细胞工程的类型
• ⑴细胞拆合技术 也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细 胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的不同 细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。 • ⑶细胞培养技术 是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在 人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的 光照、温度和pH值等）进行培养技术。 由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组 织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、 花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而 快速、大量繁殖一些有价值的植物。
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
解死亡，释放代谢产物
细胞工程概念和类型
1. 概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学 的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞 器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或 获得细胞产品的一门综合技术科学。 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。 ⑴细胞融合技术 是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融合成 一个细胞的技术。 （如下图） 仙苔病毒、硫酸二乙酯 等促融剂 融合
3、内容： 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程
基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人 类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和 载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所需的 蛋白质的技术。 • ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水 平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有 用的产品及服务。 • ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细 菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞，培 育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因转移 到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。另外在 基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移植等方面 也展现出广阔的前景。