细胞与细胞工程、微生物与发酵工程
发酵工程与其他生物技术的关系
发酵工程与其他生物技术的关系
摘要：
1.发酵工程的定义与应用领域
2.生物技术的定义与包含的领域
3.发酵工程与生物技术的关系
4.发酵工程在生物技术中的重要性
5.发酵工程与其他生物技术领域的交叉应用
正文：
发酵工程是一门应用生物技术的学科，主要通过微生物的代谢活动来实现对生物物质的加工和转化。
在食品、制药、能源、环保等领域都有广泛的应用。
生物技术则是指运用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。
它涵盖了基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程等多个领域。
发酵工程与生物技术密切相关，发酵工程可以被看作是生物技术的一个重要组成部分。
发酵工程主要通过微生物发酵过程来实现对生物物质的转化，而生物技术则包含了更广泛的领域，如基因工程、细胞工程等。
发酵工程在生物技术中占据了重要的地位，很多生物技术的实现都需要借助发酵工程的技术手段。
另外，发酵工程与其他生物技术领域也有许多交叉应用。
例如，在制药领域，发酵工程可以用于生产药物，如通过发酵工程生产抗生素。
在环保领域，
发酵工程也可以用于处理废水、废气等环境污染问题。
微生物工程
微生物复习资料1.发酵工程：即微生物工程。
是渗透有工程学的微生物学，是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合，具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身，或其代谢产物的过程。
2.菌种：用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种，再加以改良，贮存待用于生产。
3.培养基：供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。
4.菌种退化：菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低5.下游技术：发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程称为下游加工过程6.工业微生物育种方法：A、自然选育；B、生产选育；C、诱变育种；D、细胞工程育种E、基于代谢调节的育种；F、代谢工程育种G、基因重组育种；H、蛋白质工程育种；J、组合生物合成育种；K、反向生物工程育种7.菌种选育目的：改善菌种的特性，使产量提高，改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等8.影响微生物生长的环境因素：温度ph 氧9.好氧发酵罐：机械搅拌式通风发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐和塔式发酵罐10.影响种子质量的主要因素1、培养基：2、种龄与接种量3、斜面冷藏时间4、温度：温度直接影响生长和酶的合成；5、pH值：对微生物有明显的影响。
[调节方法有三种方法：用酸碱溶液中和法；使用缓冲溶液法；使用生理缓冲剂.]6、通气搅拌：[溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用]7、泡沫：8、染菌的控制9、种子罐级数11）大规模工业生产的培养方法A、固体培养（曲法培养）：浅盘固体培养，深层固体培养B、液体培养：浅盘液体培养，液体深层培养（目前几乎所有的好气发酵均采用此法）；C、载体培养：用天然（或人工）多孔材料代替麦麸之类固态基质作微生物生长的载体，营养成分可严格控制。
【2024版】高中生物教学大纲(苏教版)
可编辑修改精选全文完整版全日制普通高级中学生物教学大纲（试验修订版）中华人民共和国教育部制订 2000年3月生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，它与人类的生存和发展，与社会生产和个人生活，与其他自然科学和社会科学的发展，都有密切的关系。
生物学在我国社会主义现代化建设中起着重要的作用。
生物学将是21世纪领先的科学之一。
一、课程目的普通高中生物课程是一门学科类基础课程。
学生通过高中生物课程的学习，将在以下几个方面得到发展。
1．获得关于生命活动基本规律的基础知识，了解并关注这些知识在生产、生活和社会发展方面的应用。
2．树立辩证唯物主义观点，养成科学态度和科学精神，树立创新意识，逐步形成科学的世界观。
增强爱国主义思想感情。
3．初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作技能、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力。
二、课程目标通过教学过程应当实现以下课程目标，以达到本课程的教学目的。
1．知识方面（1）获得关于生物学基本事实、基本原理和规律等方面的基础知识，主要包括生命的物质基础和结构基础、生物的新陈代谢、生命活动的调节、生物的生殖和发育、遺传和变异、生物的进化、生物与环境等方面的内容。
（2）了解并关注生物学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。
（3）获得适应现实生活所需要的自我保健知识，促进生理和心理健康。
（4）了解现代生物科学技术的主要成就及其对社会发展的影响。
2．态度观念方面（1）通过生物学知识的学习，初步形成生物体的结构和功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，生物进化观点和生态学观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步建立科学的世界观。
（2）正确认识我国生物资源状况、生物科学技术的发展，增强爱国主义思想感情。
（3）懂得爱护自然界的生物，认识保护生物多样性的重要意义，提高环境保护意识，树立人与自然和谐统一和可持续发展的观念。
（4）养成实事求是的科学态度，初步具有勇于探索、不断创新的精神和合作精神。
发酵工程
发酵工程复习要点绪论1．传统发酵：发酵（Fermentation），是拉丁语“沸腾”（fervere）的派生词，它描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的产生过程。
2．生物化学或生理学意义上的发酵：发酵：在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物。
有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（即分子内的低分子有机物）为最终电子受体。
3．工业意义上的发酵它泛指利用微生物的某种特定功能，通过现代工程技术手段生产有用物质的过程。
或者说，发酵是利用特定的微生物，控制适宜的工艺条件，生产人们所需的产品或达到某些特定目的的过程。
它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。
产品既有微生物细胞代谢产物，也包括菌体细胞（如单细胞蛋白）、酶等。
4.发酵工业发展史分为几个阶段？1）、自然（天然）发酵时期从史前到19世纪末，在微生物的性质尚未被人们所认识时，人类已经利用自然接种方法进行发酵制品的生产。
2）、纯培养技术的建立时期1900－1940年间，由巴斯德（Pasteur）和科赫（Koch）建立了微生物分离纯化和纯培养技术，可以认为纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期。
3）、通气搅拌（好气性）发酵（工程）技术的建立时期20世纪40年代初，随着青霉素的发现（1928年弗莱明(Fleming)发现青霉素，1965年获诺贝尔医学生理学奖。
），抗生素发酵工业逐渐兴起。
通气搅拌发酵技术的建立是发酵工业发展史上的第二个转折点。
4）、人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立时期20世纪60年代，随着生物化学、微生物生理学和遗传学的深入发展，科学家在深入研究微生物代谢途径和氨基酸生物合成的基础上，通过对微生物进行人工诱变，得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，即利用调控代谢的手段进行微生物菌种选育和控制发酵条件，从而大量生产出人们所需要的产品。
能力小题训练18——基因的结构与基因工程,细胞与细胞工程,微生物与发酵工程
Ａ．①④ Ｃ ．②⑤
枪 法 ”具体做 法是 ： ． 用
苏云金 芽孢 杆 菌 的 片段 ， 后将 这 些 片段 然
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９单 克 隆抗 体技 术在疾病 诊断 和治疗 以及生命 ． 科 学研究 中都 具 有广 泛 的应 用 ． 列 关 于单 下
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细胞 与 细 胞 工 程 ， 生物 与 发 酵 工 程 微
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选择 题 （ 小 题 只 有 一个 选项 符合 题 意， 每 每
Ｂ 霉 菌 ． Ｄ 大肠 杆菌 ．
７ 若 将酵母菌 和圆褐固氮菌混合培养在一 起 ， ． 要
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Ａ． 食盐 培养 基和 牛 肉膏 、 白胨培养基 加 蛋 Ｂ 斜 面 固体 培养基 和液体 培养 基 ． Ｃ 加 青霉 素和无 氮培 养基 ． Ｄ 加伊 红美蓝 培养 基和 含硝 酸盐 的培 养基 ．
克隆抗体 的叙述 中， 误的是 （ 错
Ａ． 特异性强 、 灵敏 度高
） ．
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从 中找 出含有 目的基 因 的细胞 ， 用一定 的 再
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１ ． ２ 分 ） 癌在 全 国的 发 病 率 居肿 瘤 之首 ， ２ （５ 肺 小 细胞肺 癌是恶 性程 度最高 的一种 ， 上海肺 癌研 究所 细胞 与 分 子免 疫 研究 室 在 国 内率 先研 制 出一 种名 叫“ Ｆ ” 靶 向生 物 导 弹 ， ２ ７的
生物工程分为哪几大工程
美好的前景。本专业提供 GJS-10 机械搅拌、 10-50-500L！
回首萧瑟处，处处皆有情情，情书画不成，心中常忧叹 009911
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菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一 有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁 殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在
潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。 生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、 医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
回首萧瑟处，处处皆有情情，情书画不成，心中常忧叹
发酵罐生物工程包括五大工程，即遗传工程 (基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、 酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大
领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞 株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基 因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程
回首萧瑟处，处处皆有情情，情书画不成，心中常忧叹
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。
生物技术与工程知识框架
生物技术与工程知识框架
生物技术与工程的知识框架主要包括以下几个部分：
1. 生物技术的基本原理：包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等。
这些技术是利用生物体系的分子结构和功能，通过人为干预来设计和构建新的生物部件、设备和系统。
2. 基因工程：这是生物技术的核心技术之一，它涉及到对基因的克隆、编辑、表达和调控等操作。
基因工程的核心在于将外源基因导入到受体细胞中，并在其中实现表达。
3. 细胞工程：这是利用细胞进行繁殖和遗传改造的技术，包括细胞培养、细胞融合、染色体操作等。
4. 酶工程：这是利用酶进行催化反应的技术，通过酶的固定化、修饰和体外模拟等方式，实现酶的高效利用。
5. 发酵工程：这是利用微生物进行大规模发酵生产的技术，包括菌种的选育、发酵条件的优化、目标产物的提取和纯化等。
6. 蛋白质工程：这是通过蛋白质的合成和修饰，实现蛋白质的功能优化和新的蛋白质设计的技术。
7. 生物材料与组织工程：这是利用生物材料和组织工程技术，进行人工器官、组织和生物材料的设计和制造的技术。
8. 生物制药与生物医学工程：这是利用生物技术与工程知识，进行生物药物、医疗器械和医疗系统的研发和生产的技术。
9. 生物信息学：这是利用计算机科学和信息管理的技术，对生物数据进行分析和管理的技术。
10. 伦理与法规：这是关于生物技术与工程的伦理和法规方面的知识，包括
伦理原则、法规要求、知识产权保护等。
以上是生物技术与工程的知识框架的主要部分，掌握这些知识有助于更好地理解和应用生物技术与工程领域的发展和应用。
细胞工程及其应用新进展
细胞工程及其应用新进展细胞工程是利用化学、物理、生物学和工程学的原理及方法对细胞进行改造，以达到预期目的的技术。
自20世纪80年代以来，随着生物技术的飞速发展和生物工程学的兴起，细胞工程技术不断壮大，现已成为生命科学、医学和工业等领域中一个重要的研究方向。
本文将介绍细胞工程及其应用的新进展，并展示其对科技进步的重要贡献。
一、细胞工程的基础原理细胞工程是一种把基因和代谢途径与物质转运过程相结合，对细胞进行操作的技术。
该技术主要通过调节遗传信息和信号转导通路的方式，控制细胞的代谢过程、转录水平和蛋白质表达水平，实现对细胞功能和性状的调控和改造。
总体来说，细胞工程的基础原理包括以下几个方面：1.基因工程：利用DNA重组技术和基因编辑技术等对细胞内外源基因进行操作和改造。
2.代谢工程：利用代谢途径工程技术，优化细胞代谢途径，实现代谢产物的高效合成或降解。
3.发酵工程：将组织培养和发酵工艺技术结合起来，用快速生长和分裂的微生物作为细胞工程研究的模型，实现低成本和高产量的大规模生产。
4.信号转导工程：改变外部环境，通过细胞膜上的受体和信号转导机制，调节细胞分化、增殖、死亡、信号转导等过程，从而改变细胞的功能和性状。
以上基础原理是细胞工程的核心部分，具有广泛的应用前景。
下面我们将着重介绍细胞工程的应用领域及其新进展。
二、细胞工程的应用领域细胞工程的应用领域非常广泛，主要包括医药、环境、能源、食品和化工等多个领域。
以医药行业为例，目前已有越来越多的疾病被彻底治愈，并有希望实现根治。
就在不久前，中国获批上市的第一款CAR-T细胞疗法“雅各辛”在治疗B细胞急性淋巴白血病（B-ALL）上有了突破性的进展。
在环境领域，细胞工程可以通过改变细胞代谢途径和处理污染物等多种途径，实现对生态环境的保护和修复。
近年来，国外一些研究机构针对水处理和重金属污染等问题进行了大量细胞工程研究，发现细胞工程在环境保护和污染治理方面具有较大应用潜力。
生物工程学
生物工程学
生物工程学是以生物科学为基础，利用工程、物理、化学和信息等的知识，研究和发展生物、微生物、细胞及分子系统结构、功能和性能的科学，以达到提高生物系统性能、保证生物安全、改良产品等目的。
生物工程学是一个集细胞培养、遗传工程、发酵工程、分子生物学、生物材料、医学工程、食品工程、细胞工程、生态工程及哺乳动物行为等技术于一体的学科。
生物工程学的应用已经渗透到其他科学领域，如药物研究开发、制药、医疗技术、医疗器械、生物信息学、环境监测预警、农业科技、食品安全、能源发电、纺织品开发等。
面对当今社会各种高科技研发，不可避免地需要依靠生物工程学技术来实现。
细胞工程是生物工程学中最重要的方面之一，是生物工程学的核心技术。
它融合了生物学、化学、细胞学、克隆及遗传工程等多学科的知识，在实验室中通过高精度的操作，可实现细胞的分离、培养、诱导、克隆及编辑等操作，以获取人类期望的细胞表型、分子表型及功能。
细胞工程的发展将为许多分子生物学研究及医学应用带来新的可能性。
发酵工程是生物工程学中另一方面，它利用微生物学及发酵技术，完成各种目标产物的生产。
发酵技术可以用于制造各种有用的化学物质，如抗生素、甘油及乳酸，也可以应用于生物制品的合成，如食用菌、细胞壁多糖抗生素等。
发酵技术发展得十分迅猛，为各种工业生产带来了便利，同时也为社会提供了更多的产品种类。
生物工程学的发展为人类健康和可持续发展带来了无数福音，它丰富了我们的生活，弥补了社会的资源不足，改善了人类医疗条件，可以说是一门有着重大意义的科学。
未来，随着科学技术的发展，生物工程学在制药、农业生产、能源利用、环境保护等方面的应用将越来越广泛。
细胞工程
神经干细胞(red)用于颅内肿瘤(green)的治疗: 神经干细胞经过基因工程操作后，能够变得“巡航导弹”一样， 精确地追踪深藏在大脑中的癌细胞。而一种名为“白细胞介素12” 的物质，能够激活机体免疫系统中具有杀灭肿瘤能力的细胞。西达 斯-西奈医学中心的科学家们成功地将二者相结合，利用基因工程手 段，开发出了能够分泌“白细胞介素12”的神经干细胞。这种干细 胞既能追踪、又可杀灭转移和扩散的脑肿瘤细胞。
于另一个已经去核的细胞（受精卵或处于MⅡ期的卵 母细胞）中，以得到重组细胞，并使其在一定环境中 生长发育，最后获得新的个体的综合技术体系。
去/取核（A/B）---新核/移入（C/D）
Dolly, first mammal cloned from an adult cell
（1996，英国）
Dolly, as an adult Dolly as a lamb with her surrogate mother
四、细胞治疗（cell therapy）
将体外培养的、具有正常功能细胞植入病 人体内（或直接导入病变部位），以代偿病变
细胞所丧失的功能。或采用基因工程技术，将
所培养的细胞在体外进行遗传修饰后，再将其 用于疾病的治疗。
细胞治疗示意图
Mouse embryonic stem cells injected into rat brains express the AHD2 protein marker (yellow) characteristic of cells lost in Parkinson's disease.
细胞工程(cell engineering) P432
第一节
一、概念
概述
细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学等
生物工程的简介
生物工程的简介一、引言生物工程，也被称为生物技术，是一门应用生物学、化学、工程学等学科原理来设计和制造产品的综合性科学。
它利用微生物、动植物细胞、酶等生物物质，通过生物转化过程，生产出人们所需的工业产品或实现特定目标的技术手段。
本文将详细介绍生物工程的基本概念、应用领域和发展前景。
二、基本概念生物工程主要涉及基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。
这些领域相互交叉，形成了一个完整的生物工程技术体系。
通过基因工程技术，人们可以改良生物的性状，创造新的品种；细胞工程则通过细胞培养和繁殖实现生产；酶工程和发酵工程利用酶和微生物的特性进行物质转化；蛋白质工程则关注蛋白质的结构和功能，以开发新的药物和治疗方法。
三、应用领域生物工程在许多领域都有广泛的应用，包括医药、农业、工业、环保等。
在医药领域，生物工程技术被用于开发新药物、诊断试剂和治疗手段。
在农业领域，基因工程和细胞工程技术可用于改良作物品种，提高产量和抗逆性。
在工业领域，生物工程技术可用于生产食品、化学品、生物材料等。
此外，生物工程在环保领域也有重要应用，如废物处理、污染物降解等。
四、发展前景随着科技的不断发展，生物工程的应用前景越来越广阔。
未来，生物工程技术有望在解决能源危机、粮食短缺、环境污染等方面发挥重要作用。
同时，随着基因编辑技术的发展，如CRISPR-Cas9系统，人们可以更精确地编辑生物基因，为疾病治疗和新品种开发提供更多可能性。
五、面临的挑战尽管生物工程带来了巨大的潜力和机会，但也面临着一些挑战和问题。
首先，生物工程的应用可能对环境和生态系统产生影响，例如基因污染和生态失衡。
因此，在应用生物工程技术时，需要充分考虑其对环境的影响，并采取相应的保护措施。
其次，生物工程的发展也涉及到伦理和法律问题。
例如，基因编辑技术可能会对人类的基因进行修改，这涉及到伦理和道德的考量。
因此，需要制定相应的法律和伦理规范，以确保技术的合理应用和发展。
生物工程和发酵工程的关系
生物工程和发酵工程的关系生物工程和发酵工程是两个密切相关的学科，它们都涉及到生物体的应用和利用，但两者的研究方向和应用领域有所不同。
本文将从概念、发展历程、研究内容、应用领域等方面阐述生物工程和发酵工程的关系。
一、概念生物工程是指利用生物体的生物化学、生理学、遗传学等原理和方法，通过对生物体的改造、培养、分离、纯化等技术手段，实现对生物体的加工、转化、生产等目标的一门综合性学科。
生物工程是一门涉及多学科的学科，其中包括生物学、化学、物理学、工程学等多个学科的知识和技术。
发酵工程是指利用微生物、酶等生物体，在适宜的温度、pH值、营养物质等条件下，进行代谢、生长、繁殖等生理活动，从而实现对原料的加工、转化、生产等目标的一门应用科学。
发酵工程是一门应用性强的学科，其中包括微生物学、生物化学、工程学等多个学科的知识和技术。
二、发展历程生物工程的发展历程可以追溯到人类古代的食品加工和药物制备。
随着科学技术的不断进步，生物工程在20世纪60年代逐渐形成了独立的学科体系，并在生物制药、生物能源、环境保护等领域得到广泛应用。
发酵工程的发展历程可以追溯到古代的酿酒和发酵食品制作。
随着微生物学、生物化学等学科的发展，发酵工程逐渐成为一门独立的学科，并在食品工业、制药工业、化工工业等领域得到广泛应用。
三、研究内容生物工程的研究内容主要包括以下几个方面：1. 生物体的基因工程：利用分子生物学技术对生物体的基因进行改造，实现对生物体性状的改变。
2. 细胞工程：利用细胞培养技术、细胞遗传学等手段，对细胞进行改造和利用。
3. 酶工程：利用酶的特异性和高效性，实现对生物体的加工、转化、生产等目标。
4. 生物反应器工程：利用生物反应器对生物体的培养、生长、代谢等过程进行控制和优化，实现对生物体的大规模生产。
发酵工程的研究内容主要包括以下几个方面：1. 微生物的筛选和培养：研究适合发酵生产的微生物种类，优化微生物的培养条件，实现对微生物的大规模生产。
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。
05-5生物工程个分支领域之间的关系
生物工程个分支领域之间的关系在生物工程的研究、开发和产业化过程中，生物工程的个分支领域一一基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程之间有着错综负责的关系，通常是彼此合作来实现的。
（一）生物工程原理：1.基因工程：是利用DNA基因）的特异性控制合成特异蛋白，即能从分子水平上2.细胞工程：是以细胞这个生命活动的基本单位为基础的，但是归根结底也是实现了基因的改变，能集中某些远缘杂交不亲和的生物的特点，进行细胞培养，然后生产产品，如单克隆抗体；3.发酵工程：是利用微生物繁殖快，生产（初级或次级）产物产量高的特点；4.酶工程：是利用上述其它三项生物工程技术生产酶产品。
基因工程和细胞工程的研究结果，目前大多需要通过发酵工程和酶工程来实现产业化。
因此，人们通常将基因工程和细胞工程看做生物工程的上游处理技术，将发酵工程和酶工程看做生物工程技术的下游处理技术。
基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往是通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。
由此可见，生物工程个分支之间存在着交叉渗透的现象。
微生物工程又叫发酵工程。
发酵是微生物特有的作用，在几千年前就被人类认识了，并且用来制造酒和面包。
微生物工程是大规模发酵生产工艺的总称，就是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者是把微生物直接应用于生物反应器的技术。
它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。
发酵工程跟化学工业、医药、食品、能源、环境保护和农牧业等许多领域关系密切，它的开发具有很大的经济效益。
DNA重组技术和生物反应器（装有固定化酶的容器，能进行生物化学合成），是生物工程中的两大支柱。
从工业规模生产上看，生物反应器尤其重要。
因为只有通过微生物发酵，才能形成新的产业。
发酵工业的产品在日常生活中随处可见，酒、酸奶、酱油、醋、味精，以及抗生素药、激素、疫苗等，都是利用微生物发酵制成的产品。
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。
2025届高三生物一轮复习课件：发酵工程
可用于酿酒、制作馒头和面包等
四、果酒和果醋的制作
2.果醋制作的原理
(1)所需菌种：醋酸菌，属于原核生物，其代谢类型为_异__养__需__氧___型_，最适生长温度
(3)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐只是“过客”，随尿排出。
(4)当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会
引起死亡。 蔬菜水果
人类的某些癌症与亚硝胺 (化学致癌因子)有关
硝酸盐
硝酸盐还原菌
维生素C、E 和酚类物质
亚硝 酸盐
pH、温度 亚 微生物 硝 胺
1.果酒制作的原理 （1）所需菌种：__酵__母__菌_______，属于真核生物，其代谢类型为_异__养___兼__性__厌__氧_ 型 。
最适生长温度约为 __2_8__℃______。
（2）菌种的生活特点:
①在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。
酶
反应式：_C6H12O_6_＋___6_O__2_＋__6_H__2_O__→__6__C_O__2_＋__1_2__H__2O__＋___能__量___。 ②在无氧条件下，进行__酒__精__发___酵__。
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。 3、加入“陈泡菜水”的目的是什么？
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌， 可快速发酵产生乳酸。
考点题型突破：讲义P129
4．酸豆角以其色泽金黄、咸酸适宜、鲜香嫩脆的特有品质深受人们的喜爱。下列
高中生物选择性必修三生物技术与工程知识点总结
高中生物选择性必修三生物技术与工程知识点总结一、发酵工程1.腐乳制作过程中，毛霉产生蛋白酶，可将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。
2.泡菜制作过程中利用的微生物主要是乳酸菌，产生的白膜是由于酵母菌导致的。
3.果酒制作过程中，前期需要通气，后期密闭。
果酒与果醋的制作的区别主要是温度和果醋制作过程中需要通入氧气。
4.固体培养基和液体培养基的最主要的区别是固体培养基中加了琼脂。
5.选择培养基是指只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
6.鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。
7.分解尿素的细菌的分离原理：在培养基中以尿素为氮源，只有能合成脲酶的细菌才能生长，缺乏脲酶的细菌因缺乏氮源而不能生长繁殖。
8.土壤中的分解尿素的细菌是因为它们能合成脲酶，将尿素分解成 NH3和CO2，NH3提供N源，CO2不提供C源，只有自养型的生物以CO2作为C源，培养基碱性增强，pH 升高，以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH 升高，说明该种细菌能分解尿素。
9.培养基一般包括哪些成分？水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
在培养乳酸杆菌时，需要添加维生素，培养霉菌时，一般将培养基调至酸性，培养细菌时需要将调至中性或弱碱性，但是乳酸菌的培养需要调制酸性10.平板划线法之前不需要对溶液进行稀释，平板划线法本身就是稀释的过程。
11.平板划线法和稀释涂布平板法都是微生物接种分离的方法。
稀释涂布平板法可以用来计数。
12.纤维素分解菌的分离方法是在培养基中只含有纤维素作为唯一碳源的培养基。
13.观察透明圈的大小时，应该观察的是菌落与透明圈的直径的比值，来判断分解能力。
14.细菌计数板用来计数细菌，血细胞计数版计数较大的，比如说酵母菌、霉菌、真菌等。
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2003－2004学年度上学期高中学生学科素质训练高三生物同步测试（14）－细胞与细胞工程、微生物与发酵工程一、选择题：（本大题共35题，每题2分，共70分。
每小题只有一个．．选项最符合题意。
）1．生物膜在结构上没有直接相连的是（）A．内质网膜与外层核膜B．内质网膜与细胞膜C．高尔基体膜与内质网膜D．内质网膜与线粒体外膜2．生物膜的化学成分主要是（）A．磷脂和胆固醇B．载体蛋白C．蛋白质、脂类和少量糖类D．膜蛋白和糖蛋白3．有人发现，大鼠肝细胞高尔基体的化学成分中蛋白质约占65%（%表示质量分数），脂类约占35%，这一事实说明高尔基体的形成与哪一细胞器有关（）A．内质网 B．线粒体C．溶酶体D．核糖体4．与分泌蛋白的合成、加工、运输无关的细胞器是（）A．粗面型内质网B．高尔基体C．线粒体D．叶绿体5．在胰岛素合成和分泌相关的细胞器中，具有膜结构的是（）A．线粒体、核糖体、内质网B．核糖体、内质网、高尔基体C．细胞膜、核糖体、中心体D．内质网、线粒体、高尔基体6．在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为（）A．细胞失去全能性B．不同的细胞，基因是不同的C．不同细胞中基因选择性表达的结果D．变异一般是不定向的7．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A．给予适宜的营养和外界条件B．导入其他植物细胞的基因C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内8．细胞具有全能性的原因是（）A．生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B．生物体的每一个细胞都具有全能性C．生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D．生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的9．生物体内细胞没有表现出全能性，原因是（）A．细胞丧失了全能性B．基因的表达有选择性C．基因发生了变化D．不同细胞基因不同10．下列植物细胞全能性最高的是（）A．形成层细胞B．韧皮部细胞C．木质部细胞D．叶肉细胞11．植物体细胞杂交过程是（）A．用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B．以人工诱导使两个不同植物的原生质体融合C．用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D．通过以上三者来完成12．植物体细胞杂交的目的中错误的是（）A．把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B．获得杂种植株C．克服远源杂交不亲和的障碍D．实现原生质体的融合13．在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是（）A．细胞系B．细胞株C．原代细胞D．传代细胞14．只能使动物细胞融合的常用诱导方法是（）A．PEG B．灭活的病毒C．电刺激D．离心15．动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）A．动物细胞培养B．动物细胞融合C．单克隆杭体D．胚胎、核移植16．动物细胞融合技术最重要的用途是（）A．克服远源杂交不亲和B．制各单克隆抗体C．培育新品种D．生产杂种细胞17．在动物细胞培养助有关叙述中正确的是（）A．动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中D．培养至50代后能继续传代的传代细胞叫细胞株18．科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓疤细胞融合的是（）A．经过兔疫的B淋巴细胞B．没经过免疫的T淋巴细胞C．经过免疫的T淋巴细胞D．没经过兔疫的Ｂ淋巴细胞19．通常用来作为菌种鉴定的重要依据是（）A．菌落B．细菌形态C．细菌体积D．细菌结构20．在噬菌体的增殖过程中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（）A．在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的B．在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的C．在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的D．在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的21．细菌、放线菌属于原核生物的主要依据是（）A．单细胞B．无核膜C．二分裂生殖D．对抗生素敏感22．细菌抗药性基因存在于（）A．核区的DNA B．RNAC．质粒D．小的直线型DNA23．乳酸菌与酵母菌相比，前者最显著的特点是（）A．无各种细胞器B．无成形的细胞核C．无DNA D．不能进行无氧呼吸24．要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用（）A．加入青霉素的培养基B．加入高浓度食盐的培养基C．固体培养基D．液体培养基25．甲基营养细菌可以利用的碳源是（）A．CO２B．NaHCO3C．甲醇D．葡萄糖26．下列与微生物的代谢活动异常旺盛无关的原因是（）A．表面积与体积比大B．表面积大C．对物质的转化利用快D．数量多27．在微生物生长的过程中，细胞形态最多和数目最多的时期是（）A．对数期、稳定期B．衰亡期、稳定期C．稳定期、衰亡期D．衰亡期、对数期28．环境中氧含量的状况，对不同代谢类型的微生物群体的生长具有不同的影响，下列菌中无明显影响的是（）A．酵母菌B．产甲烷杆菌C．破伤风杆菌D．乳酸菌29．在培养酵母菌时，培养基中加入什么样的特殊物质，以保证抑制其它杂菌的繁殖?（）A．生长因子B．食盐C．高浓度蔗糖D．青霉素30．微生物群体生长的测定方法（）①测定样品中的细胞数目②测定次级代谢产物的总含量③测定培养基中细菌的体积④测定样品的细胞总质量A．②④B．①④C．①③D．②③31．发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸发酵属于（）A．固体发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵32．关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（）A．初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的B．次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的C．次级代谢产物在代谢调节下产生D．初级代谢产物的合成无需代谢调节33．某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因是（）A．温度控制不适B．通气量过多C．pH呈酸性D．溶氧不足34．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是（）A．营养物质的消耗B．微生物呼出的CO２C．微生物细胞数目的增加D．次级代谢产物的积累35．下图是表示温度对微生物的生长影响，其中正确的是（）二、简答题：（共80分）36．（9分）植物组织培养的培养基中加有激素。
下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果，请分析回答：实验组别 1 2 3 4激素种类及浓度关系6－BA 6－BA＞IBA 6－BA＝IBA 6－BA＜IBA结果组织块产生愈伤组织愈伤组织分化出芽愈伤组织不断生长愈伤组织有长根趋势（1）6－BA属于__________类激素，其作用是____________________。
（2）IBA属于__________类激素，它在本实验中的作用是_____________。
（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验______ ______中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验________中的激素浓度关系。
（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有________，它的成分至少应该含有__________________等。
（5）判断愈伤组织是否产生，依据是：看是否产生了____________________的细胞。
37．（12分）右图是某种淋巴细胞，膜外颗粒状物质为抗体。
据图回答：（1）这是______细胞，它是由________分化而来。
（2）抗体从开始合成到分泌出细胞，经过的细胞结构顺序是（填标号）__________。
抗体的分泌说明细胞的各种生物膜在结构上具有_________。
并以［］______________的形式转变。
（3）在分泌抗体时要消耗由［］________提供的能量。
（4）抗体的化学本质是________，它能与___________发生特异性结合，发挥兔疫效应。
该过程属于_________兔疫的__________阶段。
（5）若该抗体是单克隆抗体，则该细胞名称为_______。
在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程的技术手段是_____________。
38．（15分）右图为植物体细胞杂交过程示意图。
据图回答：（1）步骤①是________________，最常用的方法是_____________________。
（2）步骤③一般常用的化学试剂是________，目的是__________________。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是________，其中步骤④相当于___________，步骤⑤相当于____________。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。
使____________能够在新的植物体上有所表现，其根本原因_________________。
（5）若远源杂交亲本A 和B 都是二倍体，则杂种植株为_____________倍体。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为_________。
若运用传统有性杂交方法能否实现？________。
并说明理由______________。
因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于_____________________。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？_____________________。
39．（5分）有人送来一支芽孢杆菌，其中一部分芽孢杆菌有抗青霉素能力，另一部分没有抗性。
请你把对青霉素有抗性的芽孢杆菌分离出来。
(1)现有条件：无菌牛肉膏培养基两个，无菌接种台,接种工具齐备,医用青霉素两支 (2)实验过程：①取两个培养基，分别标号A 、B ，A 、B 培养基分别加入___________，加入过程一定要______________操作。
②向A 培养基中接种__________________。
③接种后，将A 培养基放入恒温箱培养两天。
④从____________挑取生长良好的芽孢杆菌，接到B 培养基中。
⑤接种后，将B 培养基放入恒温箱内培养两天，即可获得较多抗青霉素芽孢杆菌。
第④⑤两个步骤的目的是_________________。
40．（9分）根据右图所示的细菌生长曲线回答下列问题：（1）代谢活跃、体积增长较快的是[ ]______期。
（2）常作为生物菌种和科研材料的是[ ]_____期，这个时期的细菌代谢_______，个体的__________和___________比较稳定，细胞数目以________形式增加。
（3）[ ]_________期的活细菌数目最多，此时细胞内积累大量___________，为延长此期时间0 细菌数目的对数12 34可采用__________方法。
41．（11分）下表为一种营养液的配方，试根据表中的内容作答：（1）若用于植物培养，在培养的初期，植物出现萎蔫现象，最可能的原因是______。