6现代生物技术及应用
现代生物技术ppt课件
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
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的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
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酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
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酶的分离纯化与固定化
现代生物技术
现代生物技术摘要：现代生物技术，主要包括五项技术：基因工程，细胞工程，酶工程，蛋白质工程，发酵工程。
五项技术的应用十分广泛，在人们的生产生活中占有重要地位。
关键词：基因工程细胞工程酶工程蛋白质工程发酵工程应用随着时代的发展，现代生物技术在人们的生活中也越来越重要了。
现代生物技术对解决人类面临的重大问题如：粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政府和企业界所关注，现代生物技术已经与信息、新材料和新能源技术并列成为影响国计民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。
生物技术(biotechnology),也称生物工程(bioengineering)，指人们以现代生命科学为基础，结合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物原料，为人类生产出所需产品的技术。
生物技术是由多个学科综合而成的一门新学科。
主要包括以下5项技术：1.基因工程（gene engineering）2.细胞工程（cell engineering）3.酶工程（enzyme engineering）4.发酵工程（fermentation engineering）5.蛋白质工程（protein engineering ）。
一、基因工程基因工程原称遗传工程。
从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。
广义的基因工程定义为DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。
上游技术指的是外源基因重组、克隆和表达的设计与构建；而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。
基因工程之所以能够实现，主要有六个原因：1.不同基因具有相同的物质基础；2. 基因是可切割的；3. 基因是可以转移的；4. 多肽和基因之间存在对应关系；5. 遗传密码是通用的；6. 基因可以通过复制把遗传信息传给下一代。
现代生物科学技术
现代生物科学技术绪论“生物科学技术”是现在非常热门的一个技术，简称“生物科技”，根据比较权威的定义，生物科技指的是利用“生物体（含动物，植物及微生物）”来生产有用的物质或改进制成，改良生物的特性，以降低成本及创新物种的科学技术。
进行对人类医学、环境、农业食粮等不同范畴之一项技术。
生物是技术对解决世界人口、资源、粮食和环境危机都是至关重要的。
基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DN A分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。
现代生物技术的发展现代生物技术是在分子生物学发展基础上成长起来的。
1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克用Ｘ－衍射法搞清了遗传的物质基础核酸的结构，从而使揭开生命秘密的探索从细胞水平进入了分子水平，对于生物规律的研究也从定性走向了定量。
在现代物理学和化学的影响和渗透下，一门新的科学分子生物学诞生了。
在以后的十多年内，分子生物学发展迅速，取得许多重要成果，特别是科学家们破译了生命遗传密码，并在1966年编制了一本地球生物通用的遗传密码"辞典"。
遗传密码辞典将分子生物学的研究迅速推进到实用阶段。
1970年，科拉纳等科学家完成了对酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成。
1971年美国保罗·伯格用一种限制性内切酶，打开一种环状DNA分子，第一次把两种不同DNA联结在一起。
1973年，以美国科学家科恩为首的研究小组，应用前人大量的研究成果，在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最有代表性的技术――基因工程的第一个成功的实验。
现代微生物生物技术
用微生物进行工业生产，如抗生素的生产等。
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现代微生物生物技术快速发展阶段
20世纪后半叶至今，随着基因工程、细胞工程等现代生物技术的飞速发
展，微生物生物技术也取得了突破性进展，应用领域不断拓宽。
微生物生物技术的应用领域
工业领域
包括食品工业（如发酵食品、酶制剂等）、化学工业（如 有机酸、氨基酸等）、冶金工业（如微生物浸矿等）以及 能源工业（如生物燃料等）。
细胞工程技术
细胞培养与代谢调控
通过优化培养基成分和培养条件，实现微生物细胞的高效培养和 代谢产物的积累。
细胞融合与杂交
利用细胞融合技术，将不同种属的微生物细胞融合成杂种细胞，获 得新的遗传特性和代谢功能。
干细胞技术与组织工程
利用干细胞技术和组织工程技术，构建具有特定功能的微生物组织 或器官，为生物医学和生物制造领域提供新的应用前景。
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微生物的遗传物质
DNA或RNA，携带着微生 物的全部遗传信息。
微生物的基因突变
包括自发突变和人工诱变 ，是微生物产生新的遗传 特性的重要途径。
微生物的基因重组
包括转化、转导、接合等 方式，是微生物遗传变异 的重要来源。微生物发酵与培养微生物的发酵类型
微生物的培养基
包括酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等， 不同类型的微生物发酵具有不同的特点和 应用。
环保领域的应用
污水处理
利用微生物的分解作用，处理城市污水和工业废水，去除有机物、 氮、磷等污染物，净化水质。
有毒物质降解
利用微生物的代谢作用，降解环境中的有毒物质，如石油烃、多氯 联苯等，减少环境污染。
生物修复
利用微生物的生长和代谢作用，修复受污染的土壤和水体，恢复生态 环境。
生物技术的应用前景和发展方向
生物技术的应用前景和发展方向生物技术是利用生物体细胞、组织、器官等的特定成分和功能，通过一系列的技术手段进行分析、检测、修复、改造等的一门学科。
随着科技的发展和人类对生命科学认知的不断深入，生物技术在许多方面得到了广泛的应用和发展。
本文将探讨生物技术的应用前景和发展方向。
一、生物技术的应用前景1.医疗领域生物技术在医疗领域的应用是最为广泛和重要的。
目前已经开发出多种基于生物技术的疗法，如基因治疗、细胞治疗、蛋白质治疗等。
这些技术可以针对人体疾病的真正原因进行干预，大大提高了治疗的效果。
例如，基因治疗已经在某些类型的遗传性疾病中显示出了很好的疗效。
2.环境保护生物技术在环境保护领域的应用也越来越受到关注。
例如，利用生物材料进行污水处理、污染物降解等技术，可以提高环保效率，并且具有很高的可持续性。
此外，生物技术还可以用于平衡生态系统、保护珍稀物种等领域。
3.农业领域生物技术在农业领域的应用也非常广泛，例如基因改良、作物保护等。
基因改良可以改良作物的抗病性、适应性等性状，提高作物的产量和质量。
同时，生物技术在农业领域的应用也可以为解决全球粮食安全问题提供解决方案。
二、生物技术的发展方向1.基因组学基因组学是研究基因组结构和功能的学科，是生物技术发展的重要方向之一。
生物科技的重要目标之一是建立完整的基因组数据库，了解所有生命的基本单位——基因的组织和功能。
这对于深入了解生命本质、调控复杂疾病和全球生物多样性保护具有极大的意义。
2.CRISPR/Cas9技术CRISPR/Cas9 是当前最具前途的生物技术之一，它可以对生物基因进行精准和快速的编辑。
这项技术已经在医疗、农业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
未来，CRISPR/Cas9技术将会取代一些传统的疾病治疗手段，成为生物科技的重要突破。
3.生物能源随着非可再生能源日益枯竭，人类开始寻求利用生物体来制造能源的方法。
生物能源就是一个非常有潜力的领域，例如利用微生物技术制造生物柴油、生物酒精、生物氢等。
《现代生物技术》导学案
《现代生物技术》导学案现代生物技术导学案一、导入：现代生物技术的定义和应用领域（约200字）现代生物技术是利用生物学原理和技术手段，对生物体进行研究、改良和应用的一门学科。
它通过运用遗传学、细胞学、分子生物学等学科的知识和技术手段，开展对生物体的分析、操作和改造，以推动农业、医药、环境保护等领域的发展。
在农业领域，现代生物技术可以用于作物遗传改良、疫病防控和农业废弃物处理等方面。
在医药领域，它可以应用于疾病诊断、基因治疗和药物研发等方面。
在环境保护领域，现代生物技术可以用于污水处理、废弃物降解和环境检测等方面。
二、基因工程与转基因技术（约500字）1. 基因工程的定义和原理基因工程是现代生物技术的重要分支，它通过对基因的切割、重组和转移等操作，实现对生物遗传信息的改造和利用。
基因工程的原理是将具有特定功能的基因从一个生物体中提取出来，并通过重组DNA 技术，将其导入到另一个生物体的基因组中，使得目标生物体表达出期望的特征。
2. 转基因技术的应用和争议转基因技术是基因工程的一项重要应用，它通过将外源基因导入目标生物体中，实现对其遗传特征的改造。
转基因技术在农业和医药领域具有广泛的应用前景。
在农业领域，转基因作物可以提高农作物的产量和抗病虫害能力，有助于缓解全球粮食安全压力。
在医药领域，转基因技术可以用于生产重组蛋白药物和基因治疗等方面，为人类健康服务。
然而，转基因技术也引发了一系列争议。
一方面，人们担心转基因作物可能对生态系统产生负面影响，例如对昆虫和其他自然生物的影响。
另一方面，存在一些道德和伦理方面的担忧，例如是否应该进行人类胚胎基因编辑。
因此，在推广和应用转基因技术时，需要充分考虑风险评估和伦理道德问题。
三、克隆技术（约500字）1. 克隆技术的定义和原理克隆技术是现代生物技术的又一重要应用，它指的是通过复制生物体的基因组来获得与原始生物体基因相同的后代。
克隆技术的原理主要分为体细胞克隆和胚胎克隆两种方式。
生物技术的应用与发展3篇
生物技术的应用与发展（一）生物技术的应用生物技术是基于生物体的组成、结构、功能、代谢和分子遗传机理，应用生物学、化学、物理、数学、计算机等交叉学科的现代科技，利用生物体特有的生命活动和生物分子的特性，开展生产、研究和治疗等一系列领域的技术集成。
随着生物技术的飞速发展，这一领域的应用越来越广泛。
以下是生物技术的一些主要应用：1. 生物制药生物制药是生物技术的主要应用之一。
例如，利用重组蛋白技术生产制造生长激素、胰岛素和白介素等重要药物，给许多病人带来了福音。
2. 农业生产生物技术的应用促进了农业的发展。
例如，利用生物技术，可以对农作物进行基因编辑，使其具有更强的抗病性和适应性，提高农产品的产量。
3. 食品工业生物技术在食品行业的应用越来越成熟。
例如，基于生物技术的生产方式能够提高发酵食品的质量和生产效率。
此外，还可以对食品进行基因编辑，改善其口感和风味。
4. 环境保护利用生物技术技术，可以对各种类型的污染物进行生物降解，这是一种经济、环保和可持续的移除污染物的方法。
例如，原油泄漏后，利用生物技术可以将污染物降解为环境友好的物质。
（二）生物技术的发展生物技术的发展在过去几十年里是迅速的，主要包括以下几个阶段：1. 基因工程阶段在上个世纪 70 年代末期，基因重组技术被发明，这是生物技术的首次真正发挥作用。
利用这一技术，科学家可以将一些外来DNA转移到生物体内，或将一些基因从一个生物体中剪切出来，将其复制并转移到其他生物体中。
2. 蛋白质工程阶段在上世纪 80 年代，随着人类基因组计划的开展，科学家们终于有了能够开展蛋白质工程的手段，从而摆脱了利用动物进行蛋白质制备的方法。
3. 基因组学阶段在上世纪 90 年代，基因测序技术得到迅速发展。
此外，DNA微芯片技术的开发也使得人们可以对大量基因进行研究和分析。
4. 组学阶段20 世纪末到 21 世纪初，随着技术的进一步发展，从基因组阶段进入到组学阶段，如今已展开了大规模的变异分析和功能筛选等研究，这些研究在癌症治疗、基因诊断等领域具有重要意义。
现代生物学新技术
现代生物学新技术
现代生物学新技术涵盖了广泛的技术和应用，其中一些主要的技术包括：
合成生物学：这是一种综合性的新兴生物技术，主要通过构建人造基因回路来探究和改造生物系统的生物功能，如人工合成新型生物材料和生物燃料等。
组织工程：这是一种利用多种细胞和生物材料构建、修复和再生生物组织和器官的技术，可以用于医学上的治疗和生物学研究。
生物芯片技术：这是一种高通量生物分析技术，可以对大量的生物分子进行同时检测和分析，广泛应用于基因检测、蛋白质分析、生物标记物鉴定等领域。
精准医学：这是一种基于个体基因组信息的医疗模式，将基因测序和其他生物信息技术应用于医学临床实践，实现针对个体的精准诊断和治疗，从而提高治疗效果和降低医疗成本。
微生物组工程：这是一种利用工程学手段调控和改造微生物的代谢途径和基因表达，生产高价值的生物材料和化合物，如抗生素、酶、化学品和生物柴油等。
基因编辑技术：利用分子生物学和生物化学的技术，通过针对DNA分子的编辑和改造，实现对基因组的精确修改，包括CRISPR/Cas9、TALEN等技术。
3D生物打印技术：使用生物工程技术构建复杂的3D细胞结构和组织，以模拟人体器官或研究生物系统的技术，有助于开发新药和个体化医疗。
这些新技术正在迅速发展和推广，将为医学、农业、环境保护和工业等领域带来新的突破和机遇。
不过，这些技术也带来了一些挑战，
如伦理、安全性和社会接受度等问题，因此需要在发展和应用过程中进行充分的评估和讨论。
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供体生物细胞
细菌
（三）分子运输车 运载体
1、作用 将外源基因导入受体细胞 2、最常用 质粒
提取 DNA
提取质粒
某抗生素 抗性基因
二、基本过程
（一）获取目的基因
（二）目的基因与运载体重组 （三）重组DNA分子导入受体细胞 （四）筛选含目的基因的受体细胞
人 限制酶ห้องสมุดไป่ตู้工 合 目的基因 成
限制酶
DNA连接酶 重组质粒
四、转基因生物产品的安全性 （一）生态环境 1、担心 影响生物多样性 2、措施 对栽培地周围环境实行严格监控 （二）人类健康 1、担心 可能含致敏物质 2、措施 （1）上市前进行严格的致敏性检验 （2）对具有潜在致敏物质的产品进行标识
6-2 克隆技术
一、理论依据 细胞的全能性
二、发展历程
（一）格登的非洲爪蟾实验 第一次证明动物的体细胞核具有全能性。 （二）威尔穆特的克隆羊实验 证明哺乳动物中高度分化的体细胞核保持全能性。
6-1 基因工程与转基因生物
基因工程：依据预先设计的蓝图，用人工方法将某 种生物的基因，结合到另一种生物的基因组DNA 中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出 人类所需要的产物，或创造出新的生物类型。 一、三种工具
（一）化学剪刀 限制性核酸内切酶（限制酶） 识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的部位切割 （二）化学浆糊 DNA连接酶 将互补配对的两个DNA片段粘连起来， 拼接成新的重组DNA分子
重组质粒导入受体细胞
筛选
三、应用 根据受体细胞不同 1、微生物基因工程 药用蛋白质规模化生产 2、植物基因工程 （1）增强植物的抗逆性 （2）提高作物产量和品质 （3）培育植物疫苗 3、动物基因工程 受体细胞 受精卵 方法 显微注射法 （1）获得具有优良性状的动物新品种 （2）培育生产人源性蛋白质药物的动物
三、应用 （一）繁育遗传性状稳定的优良品种 （二）培育“转基因克隆动物” （三）挽救珍稀动物 （四）提供移植器官 四、动物克隆技术与社会伦理 （一）克隆技术还不够成熟 （二）与现有的社会观念冲突 带来伦理、道德问题 （三）中国政府的态度 1、生殖性克隆 四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受 2、治疗性克隆 不反对