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第一节 现代生物技术的应用PPT

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现代生物技术ppt课件

现代生物技术ppt课件
生物质能源的优势
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
08
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
01
02
03
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
05
酶的分离纯化与固定化

(完整版)生物技术概论ppt

(完整版)生物技术概论ppt

• 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.

现代生物技术 ppt课件

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④ 有目的产品: 目的产品有三新特 征: 新遗传功能、新遗传性状、新 物种。要有合乎人类所需的工业、 农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段 传统生物技术 现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程 有性繁殖，转基因技术：
细胞工程 转基因药物 转基因动植物 无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验 阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发 酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术 从 单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品， 该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增 添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。

现代生物技术简介(课件)

现代生物技术简介(课件)
5.5 酶反应器
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
8.1 生物技术与疫苗
8.2 生物技术与疾病诊断
8.3 生物技术与生物制药
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、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生物原料，为人类生产出所 需产品或达到某种目的。
现代生物技术简介

现代生物技术的应用

现代生物技术的应用

现代生物技术的应用
1现代生物技术的应用
近几十年来，随着科技的快速发展，现代生物技术已经发挥了极大的作用。

它的应用范围很广，在医药、农业、新能源的研发上都发挥了重要作用。

1.1医药
现代生物技术为医疗行业带来了重大改变，它可大大提高治疗药物的有效性和安全性。

例如，负责分解肿瘤细胞的免疫细胞可以通过现代生物技术技术被精心培养，以及植物基因调节技术可以大大提高药物的有效性。

此外，近年来的基因检测技术也都是现代生物技术的杰出成果。

由于疾病的遗传模式和机理都有了更深入的解释，基因检测技术的应用可以帮助预测疾病的患病比例，以及预防性治疗。

1.2农业
在农业中，由于现代生物技术的使用，植物和动物的繁殖速度被提高了，使得农作物大幅度增加，极大改善了农业生产能力。

此外，现代生物技术还可以通过调节基因来改变农作物的营养价值、抗性和生长速度，从而加速农作物的产量增长。

1.3新能源
通过现代生物技术，可以把能源类型不同的物质改造成能源可用的大分子物质，并利用微生物的发酵技术将其转化为合成的燃料。

这
种新型的燃料不仅能够更有效地利用资源，而且比传统的燃料更具有可持续发展性。

经过这些年科技的迅猛发展，现代生物技术使得各行各业都发生了显著改变，大大提高了人们的生活质量。

第10章现代生物技术的应用ppt课件

第10章现代生物技术的应用ppt课件

2023/12/31
35 35
酶工程的应用：
1、开发新型食品添加剂：酶工程加快了新酶源的开发，使功能性食品添加剂，如营 养强化剂、低热量的甜味剂、食甩纤维和脂肪替代品等得到迅速发展。
2、酶工程在食品保鲜中的应用：酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用，防止或消除 外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质与特性的技术。
2023/12/31
31 31
蛋白质工程的应用：
1、改善酶性质，提高酶活性和酶耐性 2、创造新型蛋白质
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细胞工程：
细胞工程是在细胞水平上改造生物遗传特性和生产性能，以获得特定的细胞、 细胞产品或新生物体的技术，包括细胞融合、细胞培养及细胞核移植等。利用细胞 杂交、 细胞培养等技术可获得遗传性状有所改良的新菌株或动植物细胞、生产食品 添加剂与酶制剂等。典型的是用于味精生产的优良谷氨酸生产菌的育种，继而出现 的必需氨基酸生产菌株的育种都应用到细胞融合技术。如L-苏氨酸和L-赖氨酸均已用 于生产；酱油曲霉菌经细胞融合技术选育后，酱油的品质明显提高。另外，酒精酵 母、酶制剂生产菌的育种多采用细胞工程技术，均得到了非凡的成果，在食用酒精 和食品专用酶的生产中发挥了巨大的效能。
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一、在氨基酸生产中的应用
1.在酶法生产方面，主要通过克隆某些酶系基因来生产氨基酸 如 在L-Trp生产中，利用色氨酸合成酶基因和丝氨酸转羟甲基酶基
因的重组质粒，在E.coli中克隆化;可使L-Trp产量高达9g/L 2.在利用转氨酶反应生产氨基酸方面，将相应的转氨酶基因克隆到工程 菌中
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14
2.增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数

现代生物技术在育种上的应用(精品).ppt

现代生物技术在育种上的应用(精品).ppt

植物转基因技术流程示意图
3.转基因植物
植物转基因技术是指把从动物、 植物或微生物中分离到的目的基 因，通过各种方法转移到植物的 基因组中，使之稳定遗传并赋予 植物新的农艺性状，如抗虫、抗 病、抗逆、高产、优质等
种植的转基因植物种类主要有：大 豆，玉米，棉花，油菜，马铃薯、 西葫芦和木瓜等。转基因植物的产 业化，尤其是转基因农作物的产业 化，由于提高产量、减少除草剂、 杀虫剂等农药使用量和节约大量劳 力，而带来巨大的经济效益和社会 效益
转黄瓜花叶病毒 CP基因的辣椒
田间实验结果， 上为转基因植株
抗青枯病马铃薯
转基因抗虫棉和普通棉对照
不易引起过敏的转基因大豆 用转基因手段去除 大豆中引起过敏症 的一种蛋白质
4.转基因动物
提高产仔或 产蛋数 提高动物生 长速率
动物转基因技 术的应用举例
提高抗病能力 改善肉的品质
研制乳腺生物反应器
1982年，美国科学家 将人的生长素基因和 牛的生长素基因分别 注射到小白鼠的受精 卵中，得到了体型巨 大的“超级小鼠”
左：超级小鼠 右：普通小鼠
转基因猪 左为荧光小猪，右为正常小猪
转基因蝴蝶
荧光热带鱼
首只转基因猴降生 人类未来喜忧参半
人类培育出的第一只 转基因猴“安迪”
转基因猴卵子示意图
含人乳基因 的克隆奶牛
携带人血清白蛋白基因的 转基因试管牛“滔滔”
t-PA是目前治疗急性心肌梗塞最好的溶血 栓药物，如果从国外进口，价格非常昂贵， 由动物的乳腺生产出含有t-PA的药物蛋白， 价格就会大大降低，图为带有t-PA组织型 纤溶酶原激活剂的转基因羊
二：细胞杂交育种
细胞杂交是指将同类或不同类生物 体的原生质体或体细胞，在一定的 ห้องสมุดไป่ตู้理或化学条件下进行的融合形成 杂种细胞，再创造条件将杂种细胞 培养成完整的杂种生物个体

现代生物技术的应用PPT课件

现代生物技术的应用PPT课件

这一技术因此荣登美国《科学》周刊评出的 “1997年是大科学发现”的榜首
曾接连在克隆技术 领域获得突破性成果而 屡次震惊世界的韩国科 学家黄禹锡，日前又让 世人吃了一惊：他在《 自然》杂志上披露说， 他的研究小组成功培育 出了世界上第一条克隆 狗——“斯纳皮”。
转基因技术
• 转基因技术
外源基因直接导入动植物体内或他们的受精 卵内，并能在细胞中发挥作用的技术称为转基因 技术。
• 转基因动植物 被导入外源基因的动植物。
~~
~
转基因
虫侵害
虫侵害
转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转基因香蕉
转基因葡萄
细胞工程
• 细胞工程
指在细胞水平上，有 计划地改造细胞的遗传结 构，培育人类所需的动植 物新品种等的技术。 • 克隆羊多利的诞生标志着 细胞工程取得了重大的进 展。
1996年，在英国的罗斯林研究所里诞生的多利羊
2 观察
观察后小组分析讨论
1 多利羊是由母羊C生下来的，但为什 么他的长相却一点也不像母羊C，而与母羊 A几乎一模一样 呢？
转鱼抗寒基因的 番茄
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
不会引起过敏的转基因大豆
日本培育出一种转基因大豆新品种，它能刺激头发生 长和预防因化疗引起的脱发。如果新品种大豆的安全性获 得证实，则可以使许多人减少秃顶之烦恼。日本京都大学 研究小组负责人吉田川端教授声称，只要定期食用这种大 豆即可。
转基因番茄（左）
基因工程
• 概念 按照人的意愿，运用人工的方法，对生 物的基因组成进行“移花接木”式改造的 重组技术。 • 意义 被广泛应用于农业、医药、环境保护等 。

现代生物技术在植物保护中的应用 PPT

现代生物技术在植物保护中的应用 PPT
根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞
中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上 有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物
伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到
植物基因组中。因此，农杆菌是一 种天然的植物遗传转化体系。人们
将目的基因插入到经过改造的T-DNA
区，借助农杆菌的感染实现外源基 因向植物细胞的转移与整合，然后 通过细胞和组织培养技术，再生出 转基因植株。
油酸烟碱、苦皮藤素、双素· 碱、烟碱· 楝素、大蒜素、腐 植酸、红海葱等。目前商品化生产的有20 多个品种。
3
动物性制剂 主要有赤Байду номын сангаас蜂、丽蚜小蜂、草
蛉、瓢虫、蚜茧蜂、捕食螨、红 铃虫性诱剂(信优灵) 、芫菁素、 蝎子毒素、蜘蛛毒素等。
4
昆虫生长调节剂
它以干扰害虫的正常 生长发育达到防治害 虫的目的, 并以安全、 高效、对人畜和天敌 及环境友好等优点受 到人们的青睐。例如 氟铃脲、杀铃脲(灭幼 脲四号) 、噻嗪酮、 灭蝇胺、抑食肼、米 满、美满、烯虫酯、 双氧威、吡虫醚等。
农业种植中的生物技术基本上可以用 “转基因植物”来概括
上世纪90年代以来，转基因Bt棉花、玉米、大豆和 水稻等相继应用，为害虫治理提供了新的手段。
Bt玉米
Bt棉花
Bt基因 Bt水稻 Bt马铃薯
Bt 水稻的抗虫效率
多年、多点、多方试验研究 高抗稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟 中抗大螟
几种常用的植物转基因方法 ： A. 土壤杆菌介导转化法：
生物产品（农药）的研究和开发利用
由于常规化学农药防治造成环境污染、农药残留、害 虫产生抗药性等诸多问题，生物技术将在21 世纪全面挑 战传统的农药工业。科学家们希望现代生物技术的应用使 植物保护变得更环保、更安全、更有效，同时不影响其他 有益生物的生存。生物防治技术越来越多的受到人们的青 睐，生物农药，特别是杀虫微生物农药的应用已经具有良 好的基础，并将得到长足的发展。对昆虫病原微生物的进 一步开发利用，将有力地推动害虫生物防治与害虫生态控 制的进程。目前，已将微生物中病毒、细菌、真菌、线虫 的研究应用于害虫生物防治中，并取得了良好的效果。

《现代生物技术》课件

《现代生物技术》课件
细胞工程的基本原理包括细胞全能性 理论、细胞生长与分化理论、细胞融 合与基因转移理论等。
细胞工程的主要技术
细胞培养技术
通过体外培养细胞，实 现细胞的增殖、分化、
融合等操作。
细胞融合技术
将不同物种或同种不同 品系的细胞融合，以获 得具有新表型的杂种细
胞。
基因转移技术
将外源基因导入细胞， 实现基因的过表达、基 因敲除或基因修饰等操
有机酸的生产
氨基酸的生产
利用某些微生物发酵生产柠檬酸、乳酸等 有机酸，用于食品、医药和化工等领域。
利用微生物发酵法生产氨基酸，如谷氨酸 、赖氨酸等，用于食品、饲料和制药等领 域。
05
蛋白质工程
蛋白质工程的基本原理
蛋白质的结构与功能关系
蛋白质的结构决定了其功能，通过改变蛋白质的结构可以实现对其功能的调控 。
蛋白质的合成与表达
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成与表达。
蛋白质工程的主要技术
基因突变技术
通过基因突变技术，改变蛋白质的氨基酸序列，从而改变其结构 和功能。
蛋白质定向进化技术
通过模拟自然进化过程，对蛋白质进行定向进化，提高其性能或产 生新的功能。
蛋白质表达技术
利用基因工程技术，将目的基因导入受体细胞，实现蛋白质的合成 与表达。
合成生物学
02
通过设计和构建人工生物系统，实现新功能或优化现有功能，
为解决能源、环境等问题提供新思路。
细胞疗法
03
利用患者自身细胞进行疾病治疗，具有个性化、低副作用等优
势，是未来医疗领域的重要发展方向。
现代生物技术的社会影响与伦理问题
社会影响
现代生物技术的发展将改变农业生产方式、提高医疗水平和生活质量，但也可能 导致就业结构调整、基因歧视等问题。
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基因工程
• 概念 按照人的意愿，运用人工的方法，对生 物的基因组成进行“移花接木”式改造的 重组技术。 • 意义 被广泛应用于农业、医药、环境保护等。
小鼠变大鼠
•
大鼠 小鼠
注射到小鼠受精卵中
生出带有大鼠基因的小鼠
分离出大鼠生长激素基因
意义：证明了外源基因可以直接导入动植物体内
或他们的受精卵内，并能在细胞中发挥作用
日本培育出一种转基因大豆新品种，它能刺激头发生 长和预防因化疗引起的脱发。如果新品种大豆的安全性获 得证实，则可以使许多人减少秃顶之烦恼。日本京都大学 研究小组负责人吉田川端教授声称，只要定期食用这种大 豆即可。
细胞工程
• 细胞工程
指在细胞水平上，有 计划地改造细胞的遗传结 构，培育人类所需的动植 物新品种等的技术。 • 克隆羊多利的诞生标志着 细胞工程取得了重大的进 展。
曾接连在克隆技术 领域获得突破性成果而 屡次震惊世界的韩国科 学家黄禹锡，日前又让 世人吃了一惊：他在 《自然》杂志上披露说， 他的研究小组成功培育 出了世界上第一条克隆 狗——“斯纳皮”。
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五、课后题 选择题 下列生物均是在现代生物技术作用下形成的，其中利用的技术与其他不同的是 （ ） A.巨型小鼠 B.抗虫烟草 C.抗虫棉 D. 多利羊 下列关于多利羊的说法中，正确的是 （ ） A.多利羊的克隆成功意味着人类可以利用动物身上的任何一个体细胞生产出与这一动物完全相同的个体 B.克隆羊多利的诞生标志着基因工程取得了重大的进展 C.克隆羊多利在性状上主要和提供卵细胞的羊相似 D.克隆技术对人类只有益处 填空题 基因工程是按照人的意愿，运用________，对生物的基因组成进行___________的改造。基因工程已经被广泛地应 用于农业、医药等方面。 ___________可以直接导入动植物体或它们的_________，并能在细胞中发挥作用。这种技术称为_____________， 被导入外源基因的动植物称为___________________。 简答题 参照转基因抗虫烟草的培育过程，设计并采用绘图的方法表示抗虫棉的培育过程。 列举两例说明转基因技术和克隆技术对人类的影响。 克隆羊多利出生以后，世界各国就克隆人的问题展开了日益激烈的争论。2002年即将结束之际，各种媒体传播着这 样一条消息：如果进展顺利的话，世界上第一个克隆人将很快诞生。你对此有何看法？
羊的克隆成功说明了什么？
意味着人类可以利用动 物身上的一个体细胞培 育出于这个动物几乎相 同的生命体。
回眸动物的克隆史
比
较
• 多利羊与以往的克隆动物的最大区别是什 么？ 他的细胞核来源于高度分化了的体细胞 ——乳腺细胞，而不是早期的胚胎细胞
这一技术因此荣登美国《科学》周刊评出的 “1997年是大科学发现”的榜首
转基因技术
• 转基因技术
外源基因直接导入动植物体内或他们的受精 卵内，并能在细胞中发挥作用的技术称为转基因 技术。
• 转基因动植物 被导入外源基因的动植物。
~~
~
转基因
虫侵害
虫侵害
转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
不会引起过敏的转基因大豆
1996年，在英国的罗斯林研究所里诞生的多利羊
2 观察
观察后小组分析讨论
1 多利羊是由母羊C生下来的，但为什 么他的长相却一点也不像母羊C，而与母羊 A几乎一模一样 呢？
2 对利羊的诞生对人来社会有什ne) 不经过受精过程而获得新个体的方法。
以前都是利用早期胚胎细 胞成功地克隆动物，而多利