生物工程PPT教学课件
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《高三生物生物工程》课件
2 重组蛋白质生产
利用基因工程技术，大规模生产与人体有关 的蛋白质，用于药物和疫苗的生产。
3 细胞工程技术
利用细胞的特性和功能，开发和生产具有特 定功能的细胞，如干细胞治疗和组织工程。
4 转基因技术
将外源基因导入其他生物体，创造具有特殊 性状或功能的生物体，例如转基因农作物。
生物技术在农业上的应用
农业生产中的基因工 程
利用基因工程技术改良作物品 种，提高产量、抗逆性和品质。
污染治理
利用微生物和生物材料降解和 清除污染物，例如生物滤池和 生物着色剂。
生物防治
利用昆虫、微生物和植物提供 的天然防护机制，控制农作物 病虫害。
生物技术的伦理与安全问题
生物技术伦理问题 生物技术安全问题
在利用生物技术的同时，需要关注伦理原则和社 会价值观，如隐私保护和公正分配。
合理管理和控制生物实验室和生物制品的存储、 运输和使用，防止意外泄漏和滥用。
生物技术的未来发展
1
生物技术未来趋势
2
越来越多的新技术和应用将出现，如
CRISPR基因编辑和人工智能与生物技术的
Hale Waihona Puke 结合。3生物技术行业现状
生物技术行业正在迅速发展，创造就业 机会和推动科学研究。
生物技术的发展前景
生物技术将在医学、农业和环境等领域 发挥更大的作用，带来更多创新和改善。
《高三生物生物工程》 PPT课件
# 高三生物生物工程PPT课件
介绍生物工程
定义生物工程
生物工程是利用生物学原理和技术，将生物系统应用于生产和加工过程中，以解决现实问题。
优势和应用领域
生物工程具有创新性、高效性和可持续性，广泛应用于医药、农业、环境等领域。
生物工程下游技术 PPT课件
• Biochemical Engineering Journal
/science/journal/1369703X
• Separation and Purification Technology
/science/journal/13835866
• Journal of Membrane Science
/science/journal/03767388
References-SCI journals
• Enzyme and Microbial Technology
/science/journal/01410229
• Journal of Chemical Technology and Biotechnology
/jpages/0268-2575
References-SCI journals
• Separation and Purification Reviews
• P. A. Belter, E. L. Cussler, W. Hu. Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology. New York: John Wiley & Sons, 1988
• D. Forciniti. Industrial Bioseparations: Principles and Practice. Iowa: WileyBlackwell, 2008
考核方式
• 根据课程基本要求，结合平时成绩、课程论文及 笔试（期末考试）三方面进行综合评定。
• 平时成绩20％ • 课程论文20％ • 期末考试60％
主要内容
1. 绪论 2. 下游技术理论基础 3. 发酵液预处理与细胞破碎 4. 沉淀 5. 萃取分离 6. 膜分离 7. 吸附与离子交换 8. 色谱分离 9. 亲和色谱
/science/journal/1369703X
• Separation and Purification Technology
/science/journal/13835866
• Journal of Membrane Science
/science/journal/03767388
References-SCI journals
• Enzyme and Microbial Technology
/science/journal/01410229
• Journal of Chemical Technology and Biotechnology
/jpages/0268-2575
References-SCI journals
• Separation and Purification Reviews
• P. A. Belter, E. L. Cussler, W. Hu. Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology. New York: John Wiley & Sons, 1988
• D. Forciniti. Industrial Bioseparations: Principles and Practice. Iowa: WileyBlackwell, 2008
考核方式
• 根据课程基本要求，结合平时成绩、课程论文及 笔试（期末考试）三方面进行综合评定。
• 平时成绩20％ • 课程论文20％ • 期末考试60％
主要内容
1. 绪论 2. 下游技术理论基础 3. 发酵液预处理与细胞破碎 4. 沉淀 5. 萃取分离 6. 膜分离 7. 吸附与离子交换 8. 色谱分离 9. 亲和色谱
生物技术与工程课件ppt
总结词
细胞工程的主要技术包括细胞培养、细胞繁殖、基因编辑和细胞融合等。
详细描述
细胞培养是细胞工程的基础技术，通过提供适宜的体外环境，使细胞在体外进行生长和繁殖。基因编辑技术如 CRISPR-Cas9等，可以对细胞基因进行精确的编辑和改造，实现定向的遗传改良。细胞融合技术则是将不同种类 的细胞融合在一起，形成杂种细胞，以实现新的细胞特性的获得。
培养基的配制与灭菌
根据微生物的生长需求，配制适合的 培养基，并进行灭菌处理。
发酵条件的控制
通过调节温度、pH、溶氧等发酵条 件，优化微生物的生长和代谢。
产物分离与提取
利用物理、化学或生物分离技术，提 取和纯化发酵产物。
发酵工程的应用实例
酒精发酵
利用酵母菌进行酒精发酵，生 产乙醇。
抗生素生产
通过微生物发酵，生产抗生素 药物。
通过蛋白质工程研究细胞信号转导过程中的蛋白质相互作用和调控机制。
生物材料与组织工程
利用蛋白质工程设计和制备生物材料和组织工程支架，用于再生医学和组织修复。
感谢您的观看
THANKS
细胞工程的应用实例
总结词
细胞工程在医学、农业、工业等领域有着广泛的应用 ，例如药物研发、组织工程、疫苗生产等。
详细描述
在医学领域，细胞工程可以用于药物研发和生产，通过 大规模培养和繁殖特定细胞，可以生产出大量的药物或 疫苗。在农业领域，细胞工程可以用于转基因作物的研 发和生产，以提高作物的抗病性和产量。在工业领域， 细胞工程可以用于生物燃料的研发和生产，利用微生物 细胞生产燃料酒精和生物柴油等可再生能源。此外，细 胞工程还可以用于组织工程领域，通过培养和繁殖人体 细胞，可以用于修复和替换损伤的人体组织器官。
从生物材料中分离和纯化酶，是酶工程的 重要技术之一。常用的方法包括离心、过 滤、沉淀、萃取等。
细胞工程的主要技术包括细胞培养、细胞繁殖、基因编辑和细胞融合等。
详细描述
细胞培养是细胞工程的基础技术，通过提供适宜的体外环境，使细胞在体外进行生长和繁殖。基因编辑技术如 CRISPR-Cas9等，可以对细胞基因进行精确的编辑和改造，实现定向的遗传改良。细胞融合技术则是将不同种类 的细胞融合在一起，形成杂种细胞，以实现新的细胞特性的获得。
培养基的配制与灭菌
根据微生物的生长需求，配制适合的 培养基，并进行灭菌处理。
发酵条件的控制
通过调节温度、pH、溶氧等发酵条 件，优化微生物的生长和代谢。
产物分离与提取
利用物理、化学或生物分离技术，提 取和纯化发酵产物。
发酵工程的应用实例
酒精发酵
利用酵母菌进行酒精发酵，生 产乙醇。
抗生素生产
通过微生物发酵，生产抗生素 药物。
通过蛋白质工程研究细胞信号转导过程中的蛋白质相互作用和调控机制。
生物材料与组织工程
利用蛋白质工程设计和制备生物材料和组织工程支架，用于再生医学和组织修复。
感谢您的观看
THANKS
细胞工程的应用实例
总结词
细胞工程在医学、农业、工业等领域有着广泛的应用 ，例如药物研发、组织工程、疫苗生产等。
详细描述
在医学领域，细胞工程可以用于药物研发和生产，通过 大规模培养和繁殖特定细胞，可以生产出大量的药物或 疫苗。在农业领域，细胞工程可以用于转基因作物的研 发和生产，以提高作物的抗病性和产量。在工业领域， 细胞工程可以用于生物燃料的研发和生产，利用微生物 细胞生产燃料酒精和生物柴油等可再生能源。此外，细 胞工程还可以用于组织工程领域，通过培养和繁殖人体 细胞，可以用于修复和替换损伤的人体组织器官。
从生物材料中分离和纯化酶，是酶工程的 重要技术之一。常用的方法包括离心、过 滤、沉淀、萃取等。
生物工程课件PPT
图解法确定
02
基本操作模型
酶催化反应的反应时间
01
酶催化反应的反应时间
（1）BSTR的均相酶促反应的反应时间
= 0
计算BSTR反应时间的通式
若酶反应为单底物无抑制反应，且动力学关系符合M-M方程，可得
= 1 −
= 0 න
−
=
01
基本操作模型
反应时间为
假定： =0时, = , = 0;
= 时, = , =
= − න
令底物转化率为 ：
=
有
−
=
=1−
/
0 −
/ 0 − − 0
=
/ + / 0 − − 0
03
细胞反应的反应时间
积分得到：
= න
/
0
+ / 0 − − 1
/ 0 − − 0
故它是在封闭系统进行的过程；反应器中底物浓度、产物浓度以及细胞浓度均随反
应进行的时间而变化。
1. 非稳态过程
2. 所有物料具有相同的停留时间和反应时间
3. 随着反应的进行，反应器的效率将降低
01
基本操作模型
对分批搅拌反应器，可对整个反应器做反应组分（底物或产物）的物料衡算为：
反应组分的转化速率
= -反应组分的积累速率
1 −
当 ≫ 时，即反应呈零级反应特征时
∙ = = −
从图中可以看出，当 / 值较小时，近似为一级反应，
生物工程的一般技术精品PPT课件
培养基 等液体的灭菌
一般的 高压蒸汽灭菌
血清 56度水浴灭活30min
敏感成分 如iaa 细菌过滤器除菌
细胞培养及无菌操作需要的设备
无菌操作室 更衣间-------缓冲间--------操作间
超净工作台
消毒灭菌设备
培养箱
振荡器
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
受真菌污染的危害
收到真菌污染后，培养液一般不浑浊，但在培养液中可见 白色或黄色的小点或小球，在显微镜下观察这些点，可见 丝状、管状或树枝状的菌丝密集交错而成。培养液中的真 菌会利用培养基中的养分迅速成长，因而使培养细胞的生 长变慢，最终因缺乏营养与毒害作用而死亡。
三、其他污染因素
支原体 病毒 非同种细胞
4、操作时不要说话，打喷嚏等；
5、每次操作时要注意注意酒精灯火焰上灼烧接种针、手术 刀等。注意移液器的吸头是一次性的 ，每次必须更换。 不小心接触手或其他物品时，应丢弃。
6、每次操作结束时都要将接种针等在火焰上灼烧。清洁操 作台并用消毒水泡纱布擦净台面。
7、细胞培养所用物品必须清洗、消毒彻底，溶液必须高压 灭菌或过滤除菌。吴俊物品必须保存在无菌包内或灭菌容 器中，不可暴露在空气中。无菌与有菌分开放置。无菌包 一旦打开即不能视为绝对无菌，尽早使用。凡已经取出的 无菌物品虽未使用也不可在放回无菌容器内。
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
《生物工程》课件
酶的稳定性
酶在一定的条件下可以保持 稳定，但在某些条件下可能 会失活。
酶工程的基本技术
01
酶的分离与纯化
通过物理、化学或生物的方法将 酶从原料中分离出来，并进行纯
化，得到高纯度的酶。
03
酶的修饰
通过化学或基因工程技术对酶进 行修饰，以提高其稳定性、改变 其催化特性或降低生产成本。
02
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在一定载体 上，使其保持活性并可重复使用
总结词
细胞工程的应用包括制备单克隆抗体、干细胞治疗、 转基因动物和植物的培育等。
详细描述
制备单克隆抗体是细胞工程的重要应用之一，通过杂 交瘤技术将免疫细胞与肿瘤细胞融合，制备出能够产 生单一抗体的杂交瘤细胞。干细胞治疗是利用干细胞 的分化能力，将干细胞移植到病变组织中，以修复和 替代受损的细胞和组织。转基因动物和植物的培育是 通过基因转移技术，将外源基因导入动物或植物的受 精卵中，培育出具有新性状的转基因动物或植物。
资源环境问题
生物工程在生产过程中可能产生环境 污染和资源浪费问题。
如何应对生物工程的挑战
加强伦理道德规范
制定严格的伦理道德规范，确保生物工程技 术的合理应用。
加强技术监管
建立完善的技术监管体系，防止技术误用或 滥用。
完善知识产权制度
制定合理的知识产权制度，保护创新成果， 促进技术转移转化。
推动可持续发展
04
CATALOGUE
酶工程
酶工程的定义与原理
酶工程的定义
酶工程是利用酶的催化性质 ，通过生物技术手段将原料 转化为有用物质的一门技术 。
酶工程的基本原理
酶是一种具有高效催化能力 的蛋白质，能够在温和的条 件下催化化学反应，具有高 度的专一性和选择性。
生物工程进展PPT课件
工业领域
生物催化、生物质能源、生物 材料等。
环保领域
废水处理、固体废物处理、生 态修复等。
基因工程进展
02
基因工程技术
基因克隆技术
通过将外源基因插入到载体中，实现基因的体外复制 和表达。
基因转录技术
利用逆转录酶将RNA逆转录成cDNA，实现基因的克 隆和表达。
基因表达技术
通过构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞， 实现基因的表达和调控。
细胞工程进展
03
干细胞研究
01
02
03
胚胎干细胞
具有发育的全能性，可分 化为任何类型的细胞，为 疾病治疗和组织修复提供 无限可能。
成体干细胞
存在于人体某些组织中， 具有多向分化潜能，可修 复受损组织。
诱导多能干细胞
通过特定因子诱导成熟细 胞逆转为多能干细胞，为 疾病研究和治疗提供新的 途径。
细胞培养与细胞分化
要点二
生物材料的进展
随着科技的不断进步，新型生物材料不断涌现，如可降解 材料、纳米生物材料等，为生物工程领域的发展提供了更 多可能性。
生物反应器的设计与优化
生物反应器的设计
生物反应器是生物工程中的重要设备，其设计需要考 虑多种因素，如微生物或细胞的生长特性、反应条件 等。
生物反应器的优化
为了提高生物反应器的效率和稳定性，需要对其进行 优化，如改进反应器结构、优化操作参数等。
组织工程
组织工程的基本原理
利用生物材料、细胞和生物反应器等技术构建人体组织和器官。
组织工程的应用
用于修复和替换受损的组织和器官，如人工关节、皮肤等。
酶工程进展
04
酶的筛选与改造
酶的筛选
从微生物、动植物等生物资源中筛选具有特定催化功能的酶，是酶工程研究的重要基础。随着基因组 学和蛋白质组学的发展，高通量筛选技术为酶的筛选提供了有力支持，能够快速发现新的酶。
选三第五章生物工程.ppt
O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落 ， 又从生物群落到无机环境的循环过程。 抓住要点： 这里的“物质”指组成生物体的化学元素 ； 这里的“循环”是指生在物群落和无机环境间 往返出现； 循环的范围是生物圈 ，物质循环具有全球性特点。因此， 物质循环又叫生物地球化学循环。
2020/11/5
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和 草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树， “杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变 成了残败的”灰色长城“
2020/11/5
P111资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进
行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区 发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
• 干裂的土地，赤红的荒 山，意味着不断恶化的 ，幼生苗态的环上境方是蔚蓝的 地球，地球似乎化作一 滴甘露，滋润着大地； 幼苗又可寓意为 工程，虽生然态柔弱，却顽 强地支撑着地球；地球 和幼苗组合和谐，象征 着希望。
生态工程的概念
理论基础？生态学和系统学 技术手段？通过系统设计、调控和技术组装 操作过程？对已被破坏的生态环境进行修复、重建，
对造成环境污染和破坏的传统生产方式 进行改善，并提高生态系统的生产力。 最终目的？促进人类社会和自然环境的和谐发展。
2020/11/5
温故知新
1、生态系统的功能:物质循环 、能量流动 和信息传递。 2、生态系统的物质循环：在生态系统中组，成生物体 的C、H、
2020/11/5
阅读
科技探索之路 生态工程的兴起
思考：从以往的历史看，经济发展和环境污染有
2020/11/5
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和 草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树， “杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变 成了残败的”灰色长城“
2020/11/5
P111资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进
行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区 发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
2020/11/5
• 干裂的土地，赤红的荒 山，意味着不断恶化的 ，幼生苗态的环上境方是蔚蓝的 地球，地球似乎化作一 滴甘露，滋润着大地； 幼苗又可寓意为 工程，虽生然态柔弱，却顽 强地支撑着地球；地球 和幼苗组合和谐，象征 着希望。
生态工程的概念
理论基础？生态学和系统学 技术手段？通过系统设计、调控和技术组装 操作过程？对已被破坏的生态环境进行修复、重建，
对造成环境污染和破坏的传统生产方式 进行改善，并提高生态系统的生产力。 最终目的？促进人类社会和自然环境的和谐发展。
2020/11/5
温故知新
1、生态系统的功能:物质循环 、能量流动 和信息传递。 2、生态系统的物质循环：在生态系统中组，成生物体 的C、H、
2020/11/5
阅读
科技探索之路 生态工程的兴起
思考：从以往的历史看，经济发展和环境污染有
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酶制剂的应用
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
发酵和发酵工程的概念
•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
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。
⑴细胞融合技术
是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融
合成一个细胞的技术。 （如下图）
仙苔病毒、硫酸二乙酯
融合
等促融剂
细胞工程的类型
• ⑴细胞拆合技术
也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将 细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的 不同细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。
基因工程例1、基因工程方法
•基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药物、培育 特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅力和其它传统育
种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答
⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”
是
DNA限制性内切，酶基因的“针线”是 DNA连接酶，基因的“
3、内容： ❖基因工程 ❖ 细胞工程
❖ 发酵工程
❖ 酶工程
一、基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人 类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并 和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所 需的蛋白质的技术。
• ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水 平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供 有用的产品及服务。
输工具”是
目的基因的运载体（质粒等。）
⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物新品种
的主要优点是：
①目的性强。 ②育种周期短
③克服远缘杂交的障碍
三、酶工程概念、特点
• ⒈酶工程的概念： • 酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的 生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。
•⒉酶工程的特点：
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。
生物工程
克隆羊 问题1 ：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？
问题2 ：克隆羊多利的产生是属于哪一项 生物工程技术？
生物工程的概念、特点、内容
1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有
机结合而兴起的一门综合性科学技术。
2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理
和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白 质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生 物或生物制品。
细胞工程的应用
• １、单克隆抗体 将免疫Ｂ淋巴与骨髓瘤细胞融合在一起，形成
杂交瘤细胞。这种细胞既能够像肿瘤细胞那样长期 进行无性繁殖，又能像Ｂ淋巴细胞那样分泌抗体。 而且由于这种抗体可以是由单一的无性繁殖细胞系 的细胞产生的，故又可以称单克隆抗体。
• ２、植物组织培养 是指将植物的器官、组织或细胞从植物体上取
出，在一定的容器里供给适当的营养物质，使它们 得到分化、发育和生长的培养技术。
该技术的基本原理是植物细胞的全能性。珊已 得到广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种， 培养脱毒苗等。
•酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件 温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品 种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产 生的污染物少。
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化 酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病
用于加工和生产 一些产品
用于化验诊断和 水质监控
用于生物工程其 他分支领域
• ⑶细胞培养技术
是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在 人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的 光照、温度和pH值等）进行培养技术。
由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组 织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、 花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而 快速、大量繁殖一些有价值的植物。
• ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细 菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞， 培育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因 转移到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。 另外在基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移 植等方面也展现出广阔的前景。
限
DNA
控制产生胰岛 制 素的基因片段 酶
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢
产物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
解死亡，释放代谢产物
细胞工程概念和类型
1. 概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生 物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水
平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品的一门综合技术科学。
发酵工程的内容
基因工程
1菌种的选育
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
PH
溶氧
4发酵过程
温度
搅拌
5发酵产物的分离和提取
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
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各制酶
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素
胰岛素
一、基因工程基本步骤
• 第一步：获取目的基因：
• 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要 的 完整的遗传信息的DNA片段。
目的基因 获取方法
目的基因 获取方法
•①鸟枪法 •②分子杂交法 •③反（逆）转录法
•④人工合成法
第二步：目的基因与运载体结合
应用
糖尿试纸 酶传感器
葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶， 无色化合物
固定化酶膜，变化器
发酵和发酵工程的概念
•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
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。
⑴细胞融合技术
是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融
合成一个细胞的技术。 （如下图）
仙苔病毒、硫酸二乙酯
融合
等促融剂
细胞工程的类型
• ⑴细胞拆合技术
也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将 细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的 不同细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。
基因工程例1、基因工程方法
•基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药物、培育 特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅力和其它传统育
种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答
⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”
是
DNA限制性内切，酶基因的“针线”是 DNA连接酶，基因的“
3、内容： ❖基因工程 ❖ 细胞工程
❖ 发酵工程
❖ 酶工程
一、基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人 类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并 和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所 需的蛋白质的技术。
• ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水 平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供 有用的产品及服务。
输工具”是
目的基因的运载体（质粒等。）
⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物新品种
的主要优点是：
①目的性强。 ②育种周期短
③克服远缘杂交的障碍
三、酶工程概念、特点
• ⒈酶工程的概念： • 酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的 生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。
•⒉酶工程的特点：
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。
生物工程
克隆羊 问题1 ：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？
问题2 ：克隆羊多利的产生是属于哪一项 生物工程技术？
生物工程的概念、特点、内容
1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有
机结合而兴起的一门综合性科学技术。
2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理
和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白 质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生 物或生物制品。
细胞工程的应用
• １、单克隆抗体 将免疫Ｂ淋巴与骨髓瘤细胞融合在一起，形成
杂交瘤细胞。这种细胞既能够像肿瘤细胞那样长期 进行无性繁殖，又能像Ｂ淋巴细胞那样分泌抗体。 而且由于这种抗体可以是由单一的无性繁殖细胞系 的细胞产生的，故又可以称单克隆抗体。
• ２、植物组织培养 是指将植物的器官、组织或细胞从植物体上取
出，在一定的容器里供给适当的营养物质，使它们 得到分化、发育和生长的培养技术。
该技术的基本原理是植物细胞的全能性。珊已 得到广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种， 培养脱毒苗等。
•酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件 温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品 种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产 生的污染物少。
•酶工程的内容
酶的生产、提取和分离纯化
制成酶制剂 直接利用
制成固定化 酶后利用
酶制剂生产
用于治疗疾病
用于加工和生产 一些产品
用于化验诊断和 水质监控
用于生物工程其 他分支领域
• ⑶细胞培养技术
是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在 人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的 光照、温度和pH值等）进行培养技术。
由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组 织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、 花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而 快速、大量繁殖一些有价值的植物。
• ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细 菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞， 培育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因 转移到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。 另外在基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移 植等方面也展现出广阔的前景。
限
DNA
控制产生胰岛 制 素的基因片段 酶
及细胞组成成分（初级代谢产物）
对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，
获得菌种
稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢
产物的时期
衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂
解死亡，释放代谢产物
细胞工程概念和类型
1. 概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生 物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水
平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品的一门综合技术科学。
发酵工程的内容
基因工程
1菌种的选育
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
PH
溶氧
4发酵过程
温度
搅拌
5发酵产物的分离和提取
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
调整期：体积增大，合成微生物所需要的各制酶
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素
胰岛素
一、基因工程基本步骤
• 第一步：获取目的基因：
• 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要 的 完整的遗传信息的DNA片段。
目的基因 获取方法
目的基因 获取方法
•①鸟枪法 •②分子杂交法 •③反（逆）转录法
•④人工合成法
第二步：目的基因与运载体结合