生物技术与生物安全PPT课件

发酵工程
是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品 ，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过 程和产品的分离提纯等方面。
现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长 激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂 等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞 蛋白等。
细胞工程
指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人 们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞结构和内含物，以改变生物的结 构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法 ，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。
当前细胞工程所涉及的主要技术Leabharlann Baidu域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操 作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并 可以产生新的物种或品系。
在环境保护中，基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的 病毒、细菌等污染；利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境 污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染 物；基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质（通 常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细 菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金 属，分解DDT等毒害物质）。
（2）1961年尼任伯格等破译了遗传密码，揭开了DNA编码的遗传信息如何传递给蛋白 质的奥秘。
（3）1972年伯格首先实现了DNA体外重组，基因工程作为生物工程的核心技术开始登 上历史舞台，发挥着越来越重要的作用。
基因工程提供了全新的技术手段，使人们可以根据需要分离基因并进行重组， 然后导入其他生物细胞，从而改良农作物品种，甚至导入人体进行基因治疗。基因 工程作为生物技术的核心，带动了发酵工程、酶工程和蛋白质工程的发展，共同形 成了现代的生物技术。
基因工程
又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学 和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种 DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
在农牧业、食品工业上，运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的 农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
在能源开发中，利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料也是人们正在探寻的一条新路。例如， 利用植物、农作物、林业产物废物中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等原料，制造氢、甲烷等气体 燃料以及乙醇和甲醇等液体燃料。
在环境工程中，应用于环境净化，作为保护自然的一项措施，具有十分重要的意义，（工业废水和 生活污水的净化 ）。
在农业上，利用细胞工程技术进行杂交育种，可大大缩短育种周期，一般提前2-3年，而且有利于优 良性状的筛选。在常规育种过程中，也可应用原生质体或单倍体培养技术，快速繁殖后代，简化制种程 序。另外，还可结合植物基因工程技术，改良蔬菜品种。
在果树、林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技术。 在畜牧业生产中，人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用。 在医药生产中，主要用来生产各种疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物质、抗体等。
生物技术的内容包括四个方面，发酵工程、酶工程、细胞工程以及基 因工程。细胞工程和基因工程被称为现代生物技术；发酵工程和酶工程 技术被成为传统生物技术。
2、生物技术的发展历史
（1）1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型，标 志着分子生物学的诞生，开辟了分子生物学研究的新纪元。
第三章 生物技术与生物安全问题
❖问题一：什么是生物技术？ ❖问题二：生物技术对社会经济具有什么影响？ ❖问题三：生物技术对生物多样性有什么样的影响？ ❖问题四：转基因生物技术引发了什么样的生物安全问题？ ❖问题五：怎么办？
❖问题一：什么是生物技术？
1、生物技术（biotechnology）的定义
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。
酶工程 又称蛋白质工程学，是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的
催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门 应用技术。
包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程 的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。
在食品工业中最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒发酵。与之有关 的各种酶如淀粉酶、葡萄糖异构酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制剂市场的一半以上。帮助和促进 食物消化的酶成为食品市场发展的主要方向。
1.转基因鱼（生长快、耐不良环境、肉质好（中国））
2.转基因牛（乳汁中含有人生长激素（阿根廷））
3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、马铃薯
4.转鱼抗寒基因的番茄
5.不会引起过敏的转基因大豆
6.超级动物（导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠）
7.特殊动物（导入人基因具特殊用途的猪和小鼠）
9.抗虫棉（苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离 体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉）
在轻化工业中的用途主要包括：洗涤剂制造（增强去垢能力）、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造 （粘接剂）牙膏和化妆品的生产、造纸、感光材料生产、废水废物处理和饲料加工等。
在医药上，用于临床的各类酶品种逐渐增加。酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成 部分而发挥医疗作用。如在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放 系统等。另外，酶作为临床体外检测试剂（可以快速、灵敏、准确地测定体内某些代谢产物）也将是酶 在医疗上一个重要的应用。