《生物工程概论》课件

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1、生物工程概论动物科技学院第一章绪论第一节生物工程的概述1.1生物工程的产生及定义1.2生物工程的种类1.1生物工程的产生及定义生物工程概念的提出1917年匈牙利工程师提出：用甜菜作为饲料进行大规模养猪,及利用生物将原料转化成为产品.19世纪：人类有意识的利用酵母进行大规模发酵生产：酒精、面包酵母、柠檬酸1928年发现青霉素，同时以获取细菌的次级代谢产物——抗生素为主要特征的抗生素工业成为当时生物技术的支柱产业。20世纪50年代氨基酸发酵工业成为生物工程的一个新成员20世纪60年代酶制剂工业的出现20世纪末、21世纪初人类基因组测序酵母基因组测序

2、、水稻基因组测序先后基本或全部完成，使生物技术发生了巨大的革命，逐步形成了以基因工程为核心的现代生物技术生物工程定义的充实1917：利用生物将原材料转化为产品1982：应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物作为反应器，将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术生物工程的定义：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，按照预先的设计改造生物体或加工原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的，即现代生物工程技术。1.2生物工程的种类基因工程细胞工程发酵工程酶工程蛋白质工程应用：农业、环境、食品、医药等多个方

3、面基因工程也叫基因操作、遗传工程或重组DNA技术，是20世纪70年代以后兴起的一门新技术。基因工程(geneengineering)是指在基因水平上的操作井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。因此，由该技术构建的且具有新遗传性状的生物称为基因工程生物或转基因生物。细胞工程细胞工程(cellengineering)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

4、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。细胞工程主要包括动植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(也称细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。发酵工程发酵工程(fermentationengineering)是指利用包括工程微生物在内的某些微生物或动、植物细胞及其特定功能，通过现代工程技术手段(主要是发酵罐或生物反应器的自动化、高效化、功能多样化、大型化)生产各种特定的有用物质；或者把微生物直接用于某些工业化生产的一种技术。由于发酵多与微生物密切联系在一起，所以又有微生物工程或微生物发

5、酵工程之称。。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，并借助于生物反应器生产人类所需产品的一项技术。主要包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计技术等。蛋白质工程蛋白质工程(proteinengineering)这一名称是1981年由美国基因公司的Ulmer提出的，它是指在基因工程的基础上，结合蛋白质晶体学、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，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。现代生物技术的发展现代生物技术时期

6、是以分子生物学的理论为先导，以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。1944年美国微生物学家Avery等用实验证明了DNA是遗传信息的携带者。1953年美国学者Watson和Crick发现了DNA的双螺旋结构，1958年Crick又阐明了DNA的半保留复制模式，从而奠定了现代分子生物学的基础。1961年Nirenberg，1965年Holley，1967年Khorana分别对20种常见氨基酸以及起始和终止密码完成了破译。1972年Berg创建了DNA体外重组技术，这标志着生物技术的核心技术——基因工程技术的开始。生物工程发展的趋势目前三

7、个平台：DNA重组、细胞培养和DNA芯片未来将会形成的几个新的平台1.基因组平台2.生物芯片3.干细胞生物学4.生物信息学5.神经科学第二章基因工程基因工程基础内容基因工程研究基因工程的应用第一节基因工程基础基因工程的定义、研究内容基因工程的工具酶基因工程的载体基因工程中的一些主要分子生物学方法基因工程geneengineering运用限制性内切核酸酶、连接酶等酶类将不同DNA进行体外切割、连接构成重组DNA，再将重组DNA经生物介导或直接导入等转移方法引入受体细胞进行克隆、表达，从而改变生物遗传性以创造生物新种质，或通过大量扩增为人类提供有用

8、产品等的技术。基因工程的基本过程就是利用重组DNA（recombinantDNA）技术，在体外通过人工“剪切（cut）”和“拼接（splice）”等方