生物技术概述
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• 利用细胞工程技术生产单克隆抗体则为利用生 物技术进行疾病防治的另一途径。例如：用于 治疗肿瘤的“生物导弹”，就是将用于治疗肿 瘤的药物与抗肿瘤细胞连接在一起，利用抗原 抗体结合的高度专一性，使得抗肿瘤药物集中 于肿瘤部位，以达到高效杀伤肿瘤细胞并减少 对正常细胞的毒性反应。
• 胃肠道：各类抗菌药物尤其口服给药者均可由药物本身 刺激作用引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等反应。
• 神经精神系统：青霉素类可对大脑皮层产生直接刺激， 出现肌阵挛、惊厥、癫痫、昏迷等；链霉素、卡那霉素 等均可损害第八对脑神经，导致听力或前庭功能损害； 氯霉素、普鲁卡因霉素等有时可引起幻觉、幻听、定向 力丧失等精神症状。
现代生物技术概论
第1章 现代生物技术总论
• 第一节 生物技术的含义
• 一 生物技术的定义
• 生物技术(biotechnology ),有时也称生物工 程(bioengineering),是指人们以现代生命科 学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采 用先进的工程技术手段,按照预先的设计改造 生物体或加工生原料,为人类生产出所需产品 或达到某种目的.
• 2. 细胞工程 • 细胞工程(cell engineering)是指以细胞为基本单
位,在体外条件下进行培养,繁殖;或人为地使细胞 某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而达 到改良生物品种和创造新品种;或加速繁育动、 植物个体;或获得某种有用的物质的过程.
• 3 酶工程 • 酶工程(enzyme engineering)是利用酶,细胞器或
细胞所具有的特异催化功能,对酶进行修饰改造, 并借助生物反应器和工过程来生产人类所需产品 的一项技术.
• 4 发酵工程
• 利用微生物生长速度快,生长条件简单以及代谢 过程特殊等特点,在合适条件下,通过现代工程技 术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所 需的产品称为发酵工程.
生物技术与生物工程
新型疫苗类型及前景
mRNA疫苗
利用mRNA技术，将编码抗原的mRNA导入体内 ，诱导机体产生免疫反应。具有研发周期短、易 于生产等优点，对新型传染病的防控具有重要意 义。
病毒载体疫苗
利用病毒作为载体，将外源基因导入体内表达抗 原，诱导机体产生免疫反应。具有免疫原性强、 持久性好的优点，但需要关注载体的安全性问题 。
康事业做出贡献。
实践案例
通过基因工程技术，人们已经成功培育出了抗虫、抗病、抗旱等多种优良性状的农作物 新品种。例如，转基因抗虫棉能够有效减少棉铃虫的危害，提高棉花产量和质量；转基 因抗病水稻则能够抵抗稻瘟病等多种病害的侵袭，保证水稻的高产稳产。此外，在医药
领域，基因工程药物如胰岛素、生长激素等已经广泛应用于临床治疗。
组织工程构建方法与挑战
支架材料选择
选择生物相容性好、可降解且 具有一定机械强度的支架材料 ，以模拟天然组织的微环境。
细胞种植与增殖
将适当类型的细胞种植在支架 材料上，并通过调控生长因子 等条件促进细胞增殖和分化。
组织构建与功能化
在体外模拟体内组织发育过程 ，构建具有特定结构和功能的 组织工程产品，如皮肤、骨、 软骨等。
应用领域
生物工程广泛应用于医药、农业、食品、环保、能源等领域 ，如生产基因工程药物、疫苗、诊断试剂，改良农作物品种 ，提高食品品质和营养价值，治理环境污染，开发新能源等 。
两者关系与相互影响
关系
生物技术和生物工程相互促进、相互依存。生物技术为生物工程提供理论基础和 技术手段，生物工程则是生物技术的具体应用和产业化。
产物应用
发酵产物在食品、医药、农业、能源等领域 具有广泛应用。例如，抗生素可用于治疗细 菌感染，氨基酸可作为食品添加剂和营养补 充剂，有机酸可用于调味和防腐，酒精则可 用作燃料和溶剂等。
简述生物技术的定义与范围
简述生物技术的定义与范围生物技术（biotechnology）是对生物体系的一种研究和利用方式。
具体来讲，生物技术是通过对生物物质的掌握，改造和使用，来创造出对人类生产和生活有益的新原料、新技术和新产品的一系列技术。
这种技术不仅包括纯微生物学、分子生物学、细胞生物学等基础技术，也涉及到成像技术、生物工程、合成生物学等高级技术。
从其研究的范畴上看，生物技术可以分为黄、白、红生物技术三个方面：1. 黄生物技术（biochemistry technology），这种技术是一种对生物分子及其功能进行分析的技术。
黄生物技术主要研究范畴是在原有基础上，探究生物体系各种结构、生理和生化反应特征。
2. 白生物技术（industrial biotechnology），白色生物技术是利用生物体系开展的一种生产生物制品的技术。
这种技术主要是对生物体系进行改造，生产出与人类生产和生活息息相关的医药、食品、化工等产品。
这种技术的重点是将先进的技术方法应用到各种生物流程中，使生产效率和生产质量都得到显著提升。
3. 红生物技术（medical biotechnology），红生物技术是一种将生物技术应用于医药研究和开发的技术。
这种技术主要是应用一系列分子生物学、生物信息学等技术手段，探究生物体系对疾病的诱因、生理机制等方面，并且运用这些发现开发新的医药。
随着技术的发展，生物技术已经渗透到了人类生产和生活的方方面面，例如：1. 在疾病诊断方面，通过基因测序，可以探究人体疾病的基因相关性，并且可以根据这些信息研发出更加精准有效的诊治方案。
2. 在农业生产方面，利用纳米技术、基因修饰等手段，生产更加高效的农作物和兽药，有效促进了农业生产和农民生活质量的提升。
3. 在环境保护方面，运用合成生物技术和微生物学，可以设计出一种有效的生物修复技术，对于处理各类有害物质、减少污染等问题提供了有效解决方案。
生物技术不仅为我国推动科技创新和产业转型升级，带来了巨大的经济效益和社会效益，同时也是推进全球绿色发展和生态文明建设的重要手段之一。
现代生物技术
重组DNA技术诞生，实现了基 因的体外操作和转移。
1990年代
人类基因组计划启动，加速了 基因组学和个性化医疗的发展 。
1950年代
DNA双螺旋结构发现，为现代 分子生物学奠定了基础。
1980年代
基因工程药物和疫苗开始进入 市场，开启了生物医药产业的 新篇章。
21世纪
合成生物学、基因编辑等新兴 领域崛起，为解决全球性问题 提供了新的解决方案。
载体的构建
将目的基因插入到载体分子中，形成重组DNA分子。
转化
将重组DNA分子导入到受体细胞中，使目的基因整合到受体细胞的基因组中。
筛选与鉴定
对转化后的细胞进行筛选和鉴定，确定目的基因的表达。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程手段将抗虫、抗 病、抗旱等优良性状转入植物
，提高作物的产量和品质。
基因敲除与基因编辑
通过克隆技术对特定基因进行敲除或编辑， 实现基因治疗和遗传改良。
04
细胞工程
细胞工程的定义与原理
定义
细胞工程是以细胞为基本单位，在体 外进行培养、繁殖和操作，以实现人 类所需特定细胞或组织器官的技术。
原理
细胞工程基于细胞生物学和分子生物 学的理论，通过细胞培养、基因转移 、细胞融合等技术手段，实现对细胞 生长、分化、代谢等过程的调控。
02
基因工程
基因工程的定义与原理
定义
基因工程是指通过人工操作，将外源 基因导入到生物体的基因组中，从而 实现对其遗传性状的改变。
原理
基因工程基于分子生物学和遗传学原 理，通过改变生物体的遗传物质来达 到定向改良或创造新品种的目的。
基因工程的基本步骤
目的基因的获取
生物技术概论复习题及答案
生物技术概论复习题及答案一、名词解释1、生物技术：是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。
2、基因工程：是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的技术。
即按照人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的基因（DNA分子）在体外构建成杂种DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录和表达的操作，也称DNA重组技术。
3、细胞工程：是指在细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种的目的，加速繁育动植物个体，或获得某种有用物质的技术。
4、食品添加剂：是指为改善食品的品质（色、香、味）以及有防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物或天然物质。
5、湖泊的富营养化：由于环境的污染，象农业上的化肥、工业废水等大量排放使水中含有大量的营养元素象氮磷钾等非常丰富，使微生物生长迅速，造成富营养化。
6、生物反应器（bioreactor）：主要包括微生物反应器、植物细胞培养反应器，动物细胞培养反应器以及新发展起来的有活体生物反应器之称的转基因植物生物反应器，转基因动物生物反应器等。
7、转基因植物：是指通过体外重组DNA技术将外源基因转入到植物细胞或组织，从而获得新遗传特性的再生植物。
8、细胞融合：是指促融因子的作用下，将两个或多个细胞融合为一个细胞的过程。
9、抗原：凡能刺激机体免疫系统发生免疫应答的物质均称为抗原。
10、组织培养：指在无菌和人为控制外因（营养成分、光、温、湿）的条件下，培养研究植物组织、器官，甚至进而从中分化发育出整个植株的技术。
11、原生质体培养：是关于原生质体分离，原生质体纯化、原生质体培养、原生质体胞壁再生，细胞团形成和器官发生，等技术。
12、有益微生物：指对人类有帮助，能满足人们需求的某些微生物。
生物技术专业简介
生物技术专业简介生物技术专业在生命科学与技术体系中, 是一门上接生物科学、下连生物工程的专业, 侧重于应用基础研究和应用技术开发, 主要任务是为生物技术产业提供人才、技术、产品和服务。
生物技术专业依托化学与生命科学学院办学, 自2004年开始招生, 目前已建设成为楚雄师范学院的重点发展专业。
生物技术专业现有专任教师9人, 其中, 教授4人, 副教授3人；6人具有博士学位, 硕士2人（均为在读博士研究生）；云南省中青年学术技术带头人2人, 楚雄州中青年学术技术带头人4人；与企业合作建立云南省专家基层科研工作站1个, 云南省科协专家基层工作站4个, 形成了一支高学历、高职称、科研教研能力强的教学团队, 师资力量雄厚。
生物技术专业强调以研促教, 教师主持教改项目、大学生创新创业项目多项, 并获得云南省、楚雄州自然科学奖多项；强化实践教学, 与多家单位建立了良好合作关系, 积极推进实习就业一体化, 突出实用型人才培养的特点。
生物技术专业的学生通过课堂学习与实践训练, 能获得职业知识和技能, 可进行职业技能资格证书认证；实习单位、用人单位和社会对本专业学生给予了高度肯定, 各种赞誉不绝。
【培养目标】生物技术专业“立足楚雄、重在云南、面向全国”, 培养德、智、体、美、劳全面发展, 具有健全人格, 具备人文社科基础知识和人文修养, 掌握生命科学技术的基础理论、基本知识、基本技能, 能在医药生物技术产业、农业生物技术产业以及其它生物技术相关领域企事业单位和机构从事生产实践、技术开发、人才培养和管理等工作, 能适应地方（区域）经济社会发展需要的高素质应用型人才。
五年目标预期:[目标1 专业知识] 热爱生物技术专业, 受到较扎实的生物技术专业理论和专业技能训练, 掌握系统的生物学基础知识和基本理论, 形成生物技术专业知识结构和能力结构, 掌握规范的实验技能, 具备较强的逻辑思维和科学思辨能力、分析问题和解决问题的能力以及较强的创新意识。
生物技术概述
金属铝板吊顶施工工艺 1.2 生物学与生物技术
生物学：是研究生物各 个层次的种类、结构、 发育和起源进化以及 生物与周围环境的关 系的学科。人也是生 物学研究的对象
金属铝板吊顶施工工艺
现代生物技术：以现代生命科学为 基础，结合先进的工程技术手段 和其他基础学科的科学原理，按 照预先的设计改造生物或加工生 物原料，为人类生产所需产品或 达到某种目的，即现代生物工程 技术。
金属铝板吊顶施工工艺
基因工程
n 20世纪70年代随着DNA重组技术 的出现而发展出来。
n 对基因进行加工，使生物体发展 成为新的有机生物体。
n 是生物工程四兄弟中发展最迅速， 威力最大的一个。
金属铝板吊顶施工工艺 1.1 对科学和技术的理解
科学与技术及工程的关系
人类在实践中发现的客观规律称之为“科学”。当人们运用这些规律 去创造出成果时需要经过三个转化过程。第一个转化是应用规律去发 明一些称之为“技术”的方法和手段（如工具、设备）；第二个转化 是运用技术去设计出要求的工作目标，被称为“工程”；第三个转化 是按照设计好的目标去实施之，创造出物质化成果。
金属铝板吊顶施工工艺
n 科学最早由哲学家提出：进行研 究— —得出规律——成为科学， 科学用于解决实际问题就是技术。 我国著名砖建李国豪院士有一 个很好的比喻，他说科学树根， 技术是树干和大的树枝，众多的 树叶就是工程
思考
金属铝板吊顶施工工艺
中国古代有科学和技术吗？ ——有：吴文俊等的观点 ——没有，为什么？竺可桢、爱因斯坦等 李约瑟难题
并在该容器内澄清、饮用。 到了大汶口时期（公元前4300年4公元前2400年），
酿酒有了较大发展，饮酒之风很盛行，出土了数 量 及较 多多 姿的 多大彩件的酿酒酒具发，酵表窖明器了酒—已—具—有大礼口仪尖功底能陶。尊
《生物技术概论》课件
生物技术的发展历程
总结词
生物技术的发展历程
详细描述
生物技术的发展可以分为四个阶段。第一阶段是传统生 物技术阶段，主要是利用微生物的自然发酵来生产各种 产品。第二阶段是近代生物技术阶段，主要是利用微生 物的遗传学特性，通过人工选育和杂交来改良微生物。 第三阶段是现代生物技术阶段，主要是以基因工程为基 础，实现了对生物遗传特性的精确控制和操作。第四阶 段是系统生物技术阶段，主要是以系统生物学为基础， 实现对生物系统的整体和全局控制。
蛋白质工程的应用实例
总结词
列举一些蛋白质工程的应用实例，说明其在实践中的 重要性和应用前景。
详细描述
蛋白质工程在实践中的应用非常广泛，包括药物设计 和开发、酶工程、生物传感器、生物材料等领域。例 如，利用蛋白质工程技术可以设计和开发新型药物， 如抗体药物、细胞因子等；在酶工程领域，可以设计 和改造酶分子，提高其催化活性和稳定性；在生物传 感器和生物材料领域，可以设计和制备具有特定功能 的生物材料，用于生物检测和医学治疗等领域。
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基因表达技术
基因表达是将外源基因在受体细胞中实现功能的技术，包括转录和翻 译两个过程，涉及启动子选择、转录调控和翻译后修饰等。
基因工程的应用实例
转基因作物
基因治疗
通过将外源抗虫、抗病、抗除草剂等 基因导入植物细胞，培育出转基因作 物，提高作物的产量和抗逆性。
通过将正常基因导入病变细胞，纠正 或补偿缺陷基因，达到治疗遗传性疾 病和恶性肿瘤等目的。
生物制药
利用细胞工程技术生产药 物，如干扰素、生长因子 等。
组织工程
利用细胞工程技术构建组 织或器官，如皮肤、骨骼 等。
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酶工程
酶工程的定义与原理
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现代生物技术特征
1）生物技术的多学科性和综合性 2）微生物、动植物作为生物催化剂，有别于化学催
化剂 3）最终目的将生物反应开发成为工业生产的工艺过
程，即生物反应过程（Bioprocess）。
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细胞工程 是指以组织、 细胞和细胞器为对象 进行操作，在体外条 件下进行培养、繁殖、 或人为地使细胞某些 生物学特性按人们的 意愿发生改变，最终 获得人们所需要的组 织、细胞或个体。
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酶工程 ：利用酶、细胞器或细胞所具有的特 异催化功能以及对酶进行的修饰改造，并借 助生物反应器生产人类所需要的一项技术。
4000 年），就利用小口尖底瓮保温发酵酿制谷芽 酒，并在该容器内澄清、饮用。 到了大汶口时期（公元前4300年4公元前2400年）， 酿酒有了较大发展，饮酒之风很盛行，出土了数 量较多的大件酿酒发酵窖器———大口尖底陶尊 及多姿多彩的酒具，表明了酒已具有礼仪功能。
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第二代生物工程产品：巴斯德时代
现代生物技术
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本章主要内容
一、生物技术的含义 二、生物技术的产生和发展 三、现代生物技术的应用与前景
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3 一、生物技术的含义
1.1 对科学和技术的理解 1.2 生物学与生物技术 1.3 生物技术的主要内容
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4 什么是生物技术？
生物技术=生物工程
应用自然科学及工程学原理，以微生物 体、动物体、植物体或其组成部分作为生物 反应器将物料进行加工，以提供产品来为社 会服务的技术。
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这个5个方面的技术并不是各自独立的，它们彼此 之间是相互联系、相互渗透的。其中基因工程处 于核心位置，发酵工程是生物工程的主要终端。
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二、生物技术的产生和发展
第一代生物工程技术产品:远古时代
公元前6000年前，苏米尔人即古代巴比伦人 酿造啤 酒
公元前4000年前，古代埃及人 发酵面包 我国的先民在仰韶时期（公元前5000 年~公元前
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科学最早由哲学家提出：进行研究— —得出规律——成为 科学，科学用于解决实际问题就是技术。 我国著名砖建李国豪院士有一个很好的比喻，他说科学树 根，技术是树干和大的树枝，众多的树叶就是工程
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思考
中国古代有科学和技术吗？ ——有：吴文俊等的观点 ——没有，为什么？竺可桢、爱因斯坦等 李约瑟难题
19世纪中叶，法国科学家路易.巴斯德，Pasteur实验 证明发酵原理
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19世纪末，德国人利斯特.柯赫（Rober Koch）细菌纯 粹培养技术
流行病判断的柯赫法则
一、该病的每一个病者体内必须能找到引起该病的微生物； 二、这种微生物必须能被分离出，并能在培养基（物）中生长； 三、这种微生物的纯培养物接种到易感动物能再发生这种病的自然状
300家公司，有能力生产的150家，上市40多家。 产品总销售额200亿RMB。
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6 生物技术产品有什么？
生物技术药物：胰岛素，EPO ，干扰素等 转基因农产品：转基因番茄，转基因大豆，
转基因棉花等 转基因动物（？）一般只处于实验室阶段
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基因工程
20世纪70年代随着DNA重组技术的出现而发展出来。 对基因进行加工，使生物体发展成为新的有机生物体。 是生物工程四兄弟中发展最迅速，威力最大的一个。
蛋白质工程 ：以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系为基础，通过所控制的基 因修饰和基因合成，对现有蛋白质加以定向 改造、设计、构建，并最终产生出性能比自 然界存在的蛋白质更加优良、生物工程（发酵工 程） ：利用生物的生
命活动产生的酶，对 无机或有机原料进行 酶加工（生物化学反 应过程）获得产品的 工业。其主体是利用 微生物进行反应的工 业，处于生物工程的 中心地位。
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1.2 生物学与生物技术
生物学：是研究生物各 个层次的种类、结构、 发育和起源进化以及 生物与周围环境的关 系的学科。人也是生 物学研究的对象
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现代生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手 段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物或 加工生物原料，为人类生产所需产品或达到某种目的，即现 代生物工程技术。
现代生物工程： 发酵工程 酶工程 细胞工程 基因工程
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5 生物技术现状如何？
世界生物技术产业现状 （2001统计数据）
全球生物技术公司4284家 ；美国1457家。 全球收入384.7亿美元；美国253.19亿美元 全球研发费用164.27亿美元；美国115.32亿美元
亏损59.33亿美元 我国生物技术产业现状
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生物技术的上、中、下游过程
上游过程：反应前的加工，最重要的是提供和制备 高产优质和足够数量的生物催化剂 ；即应用常规 选育、基因工程、细胞工程和酶工程手段获得优 良菌株、细胞系或固定化的菌体等
中游过程：生物反应器为中心 下游过程：反应后的工序，从反应液中提取目的产
物加工精制成合格产品
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传统生物工程与现代生物工程的区别 传统生物工程：利用现有的生物类型或生物机能为人类服务 现代生物工程：按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和 生物机能。
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16 1.3 生物技术的主要内容
基因工程 细胞工程 蛋白质工程 酶工程 微生物工程
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基因工程： 它是一项将生物的某个基因通过基因 载体运送到另一种生物的活性细胞中，使之无性 繁殖（称之为克隆）和行使正常的功能（称之为 表达），从而创造生物新品种或新物种的遗传学 技术。
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1.1 对科学和技术的理解 科学与技术及工程的关系
人类在实践中发现的客观规律称之为“科学”。当人们运用这些规律 去创造出成果时需要经过三个转化过程。第一个转化是应用规律去发 明一些称之为“技术”的方法和手段（如工具、设备）；第二个转化 是运用技术去设计出要求的工作目标，被称为“工程”；第三个转化 是按照设计好的目标去实施之，创造出物质化成果。