生物技术概论
生物技术概论
第一章绪论一、生物技术的含义1、生物技术的定义生物技术(biotechnology)，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物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的新兴的、综合性的学科。
2、生物技术的研究领域及其相互关系基因工程(gene engineering)：20世纪70年代以后兴起的一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。
然后将重组了的DNA导人某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性；有时还使新的遗传信息(基因)在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物(多肽或蛋白质)。
细胞工程(cell engineenng)：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。
发酵工程(fermentation engineering)：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，通过现代化工程技术手段，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，也称微生物工程。
酶工程(enzyme engineenng)：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艺过程来生产人类所需产品的一项技术。
它包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
蛋白质工程(protein engineenng):指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。
《生物技术概论》课程总复习
固定化酶 (细胞)的优点、固定化方法
酶分子的改造技术
酶反应器基本类型、生物传感器
酶工程的概念和基本过程（酶的分类）
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第一节 酶的发酵生产
1
提高酶产量的措施 诱导物 阻遏物 表面活性剂 产酶促进剂
2
第三节 酶分子的改造
4
酶分子的修饰方法
5
第二节 酶的分离纯化
1
酶的制备技术(破碎细胞、溶剂抽提、离心分离、过滤 、浓缩、干燥);
杂合体的鉴别与ห้องสมุดไป่ตู้选
完全杂合、核质异源 酶解（纤维素酶）、分离、洗涤、鉴定
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2.3 人工种子 用人工种皮包被植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。
人工种子
解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题
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制作过程
胚乳与褐藻酸钠混合后，加入胚状体，滴入到硝酸钙或CaCl2中， 2０分钟后，表面聚合，形成人工种子
03
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重组子的筛选
筛选方法： 根据载体选择标记基因筛选
抗性筛选、蓝白斑筛选 gus 基因、荧光素酶基因luc、绿色荧光蛋白基因gfp， 根据报告基因筛选转化子 根据形成噬菌斑筛选转化子
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重组子的鉴定
根据重组DNA分子特征鉴定重组子 根据重组DNA分子大小鉴定重组子、根据重组DNA分子酶切图谱鉴定、PCR法、DNA杂交、应用DNA芯片鉴定重组子、根据DNA核苷酸序列鉴定重组子
基因进行定点诱变并分离其突变体，引入表达载体生产并纯化大量突变性蛋白质，分析其性质指导进一步分子设计，以最终获得所预期性质的分子
1
2
蛋白质组学（Proteomics）
“Proteome”最终概念是指：一个基因组，一种生物或一种细胞或组织所表达的全套蛋白质。
生物技术概论
生物技术概论生物技术是一门涉及生物学、化学、物理、工程学等多个学科领域的综合性科学，它利用生物体或生物分子的特性进行研究、开发和应用。
生物技术的发展在现代科学中占据着重要的地位，对于人类的生活、健康和环境都有着重要的意义。
生物技术可以追溯到古代，早在几千年前，人们就开始使用发酵技术制作食品和酒精。
然而，真正意义上的现代生物技术的发展始于20世纪初，随着科技的进步和生物学的发展，生物技术在过去的几十年中取得了突破性的进展。
生物技术主要包括基因工程技术、细胞工程技术、蛋白质工程技术、酶工程技术等。
其中，基因工程技术是生物技术的核心内容，它通过改变生物体的遗传物质来实现对生物体性状的改良。
基因工程技术包括基因克隆、基因转导、基因敲除等多种手段，可以用于改善农作物的产量和品质，研制新型的药物和治疗方法，甚至可以用于改变人类自身的遗传特性。
细胞工程技术是生物技术的另一个重要领域，它通过对细胞的研究和利用，可以生产有用的化合物、疫苗和体外器官等。
细胞工程技术的发展不仅有助于改善药物和疫苗的生产工艺，还可以为组织工程和再生医学提供重要的基础。
蛋白质工程技术是指通过对蛋白质的结构和功能进行研究，利用基因工程等手段来改变蛋白质的性质和特性。
蛋白质工程技术的应用十分广泛，它可以用于制造具有特殊特性的药物、工业酶和生物材料等。
酶工程技术则是通过对酶的研究和改造，来提高酶的催化活性和稳定性，从而使其在工业和生物医学领域发挥更大的作用。
酶工程技术的应用范围广泛，例如在食品工业中，通过使用特定的酶可以使食物更易消化和更好吸收。
生物技术的发展在医学、农业、环境和工业等各个领域都产生了重要影响。
在医学领域，生物技术的应用已经取得了诸多突破，例如基因治疗和干细胞治疗等技术的发展，为人类治疗一些传统难以治愈的疾病提供了全新的希望。
在农业领域，生物技术可以改良作物的性状，提高产量和抗病能力，为解决全球粮食安全问题提供了有效手段。
同时，生物技术还可以使农业生产更加可持续，减少对环境的负面影响。
生物技术概论教学大纲
生物技术概论教学大纲一、课程基本信息课程名称：生物技术概论课程类别：专业基础课课程学分：X学分课程总学时：X学时授课对象：专业名称年级二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生系统地了解生物技术的基本概念、原理、方法和应用领域，掌握生物技术的核心知识和技能，培养学生的创新思维和实践能力，为学生进一步学习生物技术相关专业课程和从事生物技术相关工作奠定基础。
具体目标包括：1、使学生了解生物技术的发展历程、现状和趋势，以及生物技术在社会经济发展中的地位和作用。
2、让学生掌握生物技术的基本原理和方法，包括基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程和酶工程等。
3、培养学生运用生物技术知识解决实际问题的能力，提高学生的实验设计和操作能力。
4、激发学生对生物技术的兴趣和创新意识，培养学生的科学素养和团队合作精神。
三、课程教学内容与学时分配（一）生物技术概述（4 学时）1、生物技术的定义和范畴2、生物技术的发展历程3、生物技术的应用领域（二）基因工程（8 学时）1、基因工程的基本原理基因的结构与功能DNA 重组技术2、基因工程的工具酶限制性内切酶DNA 连接酶其他工具酶3、基因工程的载体质粒载体噬菌体载体病毒载体4、目的基因的获取从基因组中获取通过反转录获取人工合成5、基因工程的基本操作步骤目的基因与载体的连接重组 DNA 导入受体细胞重组体的筛选与鉴定（三）细胞工程（8 学时）1、细胞工程的基本概念和原理细胞全能性细胞分化2、植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞工程的应用3、动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术动物细胞核移植动物细胞工程的应用（四）发酵工程（8 学时）1、发酵工程的基本原理微生物的生长代谢发酵动力学2、发酵工程的工艺流程培养基的制备灭菌与接种发酵过程的控制产物的分离与提取3、发酵工程的主要设备发酵罐辅助设备4、发酵工程的应用食品发酵医药发酵环境保护（五）蛋白质工程和酶工程（6 学时）1、蛋白质工程蛋白质工程的基本原理蛋白质的结构与功能蛋白质工程的操作步骤蛋白质工程的应用2、酶工程酶的基本概念和特性酶的生产与分离纯化酶的固定化技术酶工程的应用（六）生物技术的安全性与伦理问题（4 学时）1、生物技术的安全性转基因生物的安全性生物实验室的安全2、生物技术的伦理问题克隆技术的伦理问题基因治疗的伦理问题（七）生物技术的应用实例与展望（4 学时）1、生物技术在农业、医药、工业等领域的应用实例2、生物技术的发展展望四、课程教学方法1、课堂讲授采用多媒体教学手段，结合实例和图片，讲解生物技术的基本概念、原理和方法。
生物技术概论(第2版)(2019年高等教育出版社出版的图书)
谢谢观看
2019年6月21日，《生物技术概论（第2版）》由高等教育出版社出版。
内容简介
《生物技术概论（第2版）》主要论述了现代生物技术的概念、技术构成、研究内容、发展现状和开发利用前 景。结构共分3大模块，包括12个章节；其中技术模块涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶和蛋白质工程； 应用模块涉及生物技术在农业、食品、能源、人类健康和环境中的具体应用；法律与伦理模块涉及对生物技术发 明的保护以及生物技术的伦理与安全等基本问题。
教材特色
1、该教材观点新颖，内容全面、深刻、实用，表述通俗易懂。 2、该教材体现与生物技术相关的法律与伦理等问题。 3、该教材该书以技术为主线论述了现代生物技术前沿内容以及发展前景。
作者简介
周选围，男，1962年生，博士，陕西咸阳人。上海交通大学农业与生物学院教授、博士生导师。1984毕业于 现陕西理工大学并参加工作，分别在汉中师范学院、陕西理工学院、陕西理工大学工作至2004年，历任助教、讲 师、副教授、教授。工作期间在华东师范大学学习硕士学位课程，在上海师范大学学习获得博士学位。
教材目录（注：目录排版顺序为从列至右列 ）教学资源生物技术概论（第2版）数字课程与纸质教材一体化设计，包括微课视频、教学课件、延伸阅读等内容。
生物技术概论MOOC课程，该课程的主要目标就是在介绍生物技术的基本构成要件的基础上，介绍生物技术在 工农业生产和人类日常生活中的应用，以便学生能正确分析评价生产生活中涉及的生物技术安全和伦理问题。
该教材系统地论述了现代生物技术的概念、技术构成、研究内容、发展现状和开发利用前景，共分3大模块， 包括12个章节。
成书过程
成书背景
出版工作
21世纪，随着许多新兴的生物技术应用于工农业生产与产品开发，促进了医药、食品、环境等和人类生活相 关行业的飞速发展，主要体现在四个方面：一是利用基因工程、细胞工程技术对生物资源的改造与改良；二是利 用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品，如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品；三 是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等；四是利用酶工 艺、发酵技术、生物反应器等对传统生物体的加工工艺进行改造，降低能耗，提高产率和改善品质。
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。
生物技术概论试题及答案
生物技术概论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物技术是指利用生物体、生物组织、细胞、基因等生物资源，通过生物或工程手段进行改造和创新，以生产有用产品或提供服务的技术。
以下哪项不属于生物技术范畴？A. 基因工程B. 细胞工程C. 酶工程D. 纳米技术答案：D2. 以下哪种生物技术可以用于生产胰岛素？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 组织工程答案：A3. 植物组织培养技术中，哪种培养基最常用于植物细胞的快速增殖？A. MS培养基B. B5培养基C. White培养基D. N6培养基答案：A4. 在动物细胞培养中，以下哪种细胞类型通常用于生产生物制品？A. 原代细胞B. 传代细胞C. 干细胞D. 癌细胞答案：B5. 以下哪种技术可以用于基因治疗？A. 基因敲除B. 基因插入C. 基因沉默D. 所有以上选项答案：D6. 以下哪种生物技术可以用于生产生物燃料？A. 发酵工程B. 酶工程C. 细胞工程D. 基因工程答案：A7. 以下哪种生物技术可以用于环境保护？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：D8. 以下哪种生物技术可以用于疾病诊断？A. PCR技术B. 基因编辑C. 细胞培养D. 发酵技术答案：A9. 以下哪种生物技术可以用于生产疫苗？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：C10. 以下哪种生物技术可以用于生产重组蛋白？A. 基因工程B. 细胞工程C. 发酵工程D. 酶工程答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些是生物技术在农业中的应用？A. 转基因作物B. 植物组织培养C. 动物克隆D. 微生物肥料答案：A, B, D2. 以下哪些是生物技术在医药领域的应用？A. 生产重组蛋白药物B. 基因治疗C. 生产疫苗D. 疾病诊断答案：A, B, C, D3. 以下哪些是生物技术在工业中的应用？A. 生产生物燃料B. 生产生物塑料C. 废水处理D. 食品加工答案：A, B, C, D4. 以下哪些是生物技术在环境保护中的应用？A. 污染土壤的生物修复B. 废水的生物处理C. 废气的生物净化D. 固体废物的生物降解答案：A, B, C, D5. 以下哪些是生物技术在食品工业中的应用？A. 食品添加剂的生产B. 功能性食品的开发C. 食品的生物保鲜D. 食品的基因改良答案：A, B, C, D三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述基因工程的基本原理。
生物技术概论试题及答案
生物技术概论试题及答案一、选择题1. 生物技术是指利用生物体或生物体的组成部分，通过生物过程或技术手段，生产产品或提供服务的科学。
以下哪项不属于生物技术的应用领域？A. 基因工程B. 细胞工程C. 信息技术D. 酶工程答案：C2. 以下哪个术语描述的是通过改变生物体的遗传组成来获得新特性的技术？A. 克隆B. 基因编辑C. 细胞培养D. 蛋白质工程答案：B3. 以下哪个选项是生物技术在医学领域的应用？A. 生物农药B. 基因治疗C. 酶制剂D. 生物燃料答案：B二、填空题4. 生物技术可以通过_________技术生产出具有特定功能的微生物，用于污水处理。
答案：基因工程5. 利用生物技术，科学家可以通过_________技术培育出抗病虫害的作物。
答案：转基因三、简答题6. 简述生物技术在食品工业中的应用。
答案：生物技术在食品工业中的应用包括生产发酵食品如酸奶、啤酒、面包等；通过酶技术改进食品加工过程，提高食品质量和营养价值；利用基因编辑技术培育出具有特定风味或营养价值的作物品种等。
7. 阐述基因治疗的基本原理及其潜在风险。
答案：基因治疗的基本原理是将正常或修复后的基因导入患者的细胞中，以修复或替换有缺陷的基因，从而治疗遗传性疾病。
潜在风险包括免疫反应、基因整合的不确定性、以及可能的基因表达调控问题等。
四、论述题8. 论述生物技术在环境保护中的应用，并举例说明。
答案：生物技术在环境保护中的应用包括利用微生物降解污染物、生物修复土壤和水体、以及利用转基因植物吸收和转化有害物质等。
例如，利用微生物降解石油污染物，通过筛选和培养能够分解石油成分的微生物，将其应用于受污染的土壤或水体中，加速污染物的分解过程，恢复生态环境。
结束语：生物技术作为一门跨学科的科学，其应用范围广泛，对人类社会的发展具有深远的影响。
通过本试题的学习和思考，希望能加深对生物技术基本原理和应用的理解，为未来的学习和研究打下坚实的基础。