基因工程、蛋白质工程和细胞工程

第一章绪论1生物技术是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。

2生物技术的主要内容：P1基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。

染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。

生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。

3生物技术制药采用现代生物技术人为创造条件，借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品过程被称为4生物技术药物采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物才能被称为5生物药物生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为PPT复习题第二章基因工程制药1、简述基因工程制药的基本程序。

P162、说明基因工程技术用于制药的三个重要意义。

P15第一段第一行3、采用哪两种方法来确定目的cDNA克隆？P18（7目的基因cDNA的分离和鉴定）①核酸探针杂交法用层析法或高分辨率电泳技术(蛋白质双向电泳技术或质谱技术)分离出确定为药物的蛋白质，氨基酸测序，按照密码子对应原则合成出单链寡聚核苷酸，用做探针，与cDNA文库中的每一个克隆杂交。

这个方法的关键是分离目的蛋白，②免疫反应鉴定法（酶联免疫吸附检测）4、说明用大肠杆菌做宿主生产基因工程药物必须克服的6个困难。

①原核基因表达产物多为胞内产物，必须破胞分离，受胞内其它蛋白的干扰，纯化困难；②原核基因表达产物在细胞内多为不溶性(包含体, inclusion body)，必须经过变性、复性处理以恢复药物蛋白的生物学活性，工艺复杂；③没有翻译后的加工机制，如糖基化，应用上受到限制；④产物的第一个氨基酸必然是甲酰甲硫氨酸，因无加工机制，常造成N-Met冗余，做为药物，容易引起免疫反应；⑤细菌的内毒素不容易清除；⑥细菌的蛋白酶常常把外源基因的表达产物消化；5、用蓝藻做宿主生产基因工程药物有什么优越性？蓝藻：很有前途的药物基因的宿主细胞①有内源质粒，美国Wolk实验室已构建1200种人工质粒，可用做基因载体。

生物技术与生物制药生物技术和生物制药是近年来发展迅速的领域，它们的结合为医疗、农业和环境领域带来了革命性的变革。

生物技术利用生物学知识和工程技术来开发和应用生物材料和生物系统，而生物制药则是将生物技术应用于药物研发和生产过程中。

一、生物技术的应用生物技术的应用范围非常广泛，包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、免疫工程等。

基因工程是其中最为重要的分支，它通过改变生物体的DNA序列来改变其特征。

基因工程技术可以用于农业领域，改良作物的抗病性、抗虫性、耐旱性等特性；也可以应用于医药领域，生产生物医药产品等。

蛋白质工程是利用生物技术改变蛋白质的结构和功能，以满足人们对不同蛋白质的需求。

蛋白质是生物体内最基本的功能性分子，通过改变蛋白质的氨基酸序列，可以使其具有特定的功能，如药物作用、酶活性等。

细胞工程主要涉及对细胞进行基因修饰或重组的技术，其应用包括细胞培养、细胞治疗、干细胞研究等。

细胞培养技术被广泛应用于制药工业，用于生产各类生物药物，如抗体、疫苗等。

细胞治疗则是利用改造过的细胞来治疗疾病，如CAR-T细胞治疗用于癌症治疗。

免疫工程是指应用生物技术改变免疫系统的功能以治疗或预防疾病。

免疫工程主要包括疫苗研究、免疫诊断等。

疫苗是预防传染病最有效的方法之一，生物技术的发展使得疫苗的研制更为精准和高效。

二、生物制药的发展生物制药是指利用生物技术来研发和生产药物的过程。

传统的药物生产主要依赖于化学合成，但这种方法在研发新药方面面临着很多挑战。

相比之下，生物制药利用生物技术的优势，如选择性高、产量高、结构复杂等，在新药研发和量产方面具备巨大潜力。

生物制药领域最具代表性的就是基因工程药物。

基因工程药物是通过改变生物体的遗传物质，将其添加到药物的研制过程中。

这些药物具有特异性、高效性和安全性，并且能够精准地作用于疾病靶点。

基因工程药物已经成功用于治疗多种疾病，如糖尿病、肿瘤和罕见病等。

除基因工程药物外，生物制药还包括蛋白质药物、抗体药物等。

基因工程细胞工程发酵工程蛋白质工程生化工程关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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生物技术的分类
生物技术是指利用生物(动物、植物、微生物)或其产物来制造对人类农业或医学有用的物质。

生物技术包括基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术等等。

按照生物技术应用的生产部门的不同，生物技术可分农业生物技术、环境生物技术、医学生物技术、公安生物技术等多个方面，其中农业生物技术又可分为植物生物技术、动物生物技术和微生物生物技术。

根据操作的对象及技术的不同，生物技术可分为细胞工程、基因工程、蛋白质工程、发酵工程和酶工程。

生物技术的分类包括传统生物技术与现代生物技术两
大类：
传统生物技术：泛指1970年代以前，使用传统的生物或化学反应来制造产物，例如：酒类酿造、酱油酦酵、将不同种类的动植物交配成新品种的动物、使用插枝法配育新品种的植物等。

现代生物技术：1970年代以后，生物科技进入了分子生物学的领域，科学家开始以化学的观点，使用现代生物化学或分子生物学的操作，改变生物或生物分子的遗传物质(DNA)来制造产物。

现代生物技术讨论的领域包括下列四种：
单株抗体：包括单株抗体药物、生物晶片、奈米炸弹等。

基因工程：包括基因改造生物(GMO)、基因改造食品(GMF)、基因转殖动物、基因转殖植物、基因操作、基因治疗等。

细胞培养：包括动植物细胞培养、细胞融合、生物复制、干细胞等。

酵素工程：包括蛋白质工程、人造酵素、固定化酵素、代谢工程、催化性抗体等。

药品生物技术药品生物技术是指利用生物技术手段开发和生产药品的过程。

生物技术是一门综合性学科，将生物学、化学、工程学等多个学科的知识和技术相结合，用于研究和应用生物系统的相关技术。

药品生物技术的发展为药物研发和生产带来了新的机遇和挑战，也在很大程度上改变了传统药品生产的方式和速度。

药品生物技术主要包括基因工程技术、蛋白质工程技术和细胞工程技术等。

其中，基因工程技术是指通过人工改变生物体的基因结构，使其产生具有特定功能的蛋白质或其他生物活性物质的技术。

基因工程药物是指通过基因工程技术制备的药物，如重组蛋白类药物、单克隆抗体药物等。

这些药物具有更好的治疗效果和较低的副作用，成为许多重大疾病的首选治疗方法。

蛋白质工程技术是指通过改变蛋白质的结构和功能，使其具有更好的药理学性质和稳定性的技术。

蛋白质工程药物已经成为重要的治疗手段，并在抗癌、免疫调节等领域取得了显著的临床应用。

例如，重组人胰岛素和生长激素等蛋白质药物已经成为糖尿病和生长激素缺乏症的主要治疗药物。

细胞工程技术是指利用生物工程技术改变细胞的结构和功能，并将其应用于药物研发和生产的技术。

通过细胞工程技术，科学家们可以通过改变细胞内的基因表达，实现对药物产物的调控和优化。

细胞工程药物在临床治疗中已经取得了一系列重要的突破，如基因治疗药物、疫苗和细胞治疗药物等。

药品生物技术的发展不仅推动了药物研发的进一步创新，也带来了许多新的生产技术和模式。

例如，单克隆抗体药物的生产不仅提高了药物的生产效率和纯度，还实现了定制化治疗，为临床治疗带来了革命性的变化。

此外，药品生物技术还为药物的质量控制和病毒安全性等方面提供了更高的要求和标准。

当然，药品生物技术的发展也面临着一些挑战和问题。

首先，生物技术的应用与研发过程较为复杂，需要多学科的交叉合作和技术的突破。

其次，生物技术的成本较高，对研发机构的实力和资金支持提出了更高要求。

第三，生物技术的法律法规和道德伦理等方面也需要进一步完善和规范。

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。

简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容一、基因工程基因工程，又称为遗传工程，是利用分子生物学技术，对生物体的遗传物质进行操作和改造，以达到定向改变生物性状和性能的目的。

基因工程的研究内容包括基因克隆与表达、基因突变与功能研究、基因组编辑等。

基因工程在农业、医药、工业等领域有着广泛的应用，如转基因作物、基因治疗、生物制药等。

二、细胞工程细胞工程是指利用细胞生物学和分子生物学技术，对细胞进行培养、改造和繁殖，以获得具有特定性状的细胞或组织。

细胞工程的研究内容包括细胞培养与繁殖、细胞分化与发育、细胞融合与基因转移等。

细胞工程在农业、医学、环保等领域有广泛的应用，如组织工程、干细胞治疗、胚胎工程等。

三、酶工程酶工程是利用酶学和生物化学技术，对酶进行分离、纯化、改造和大规模生产，以获得具有特定催化性能的酶。

酶工程的研究内容包括酶的分离与纯化、酶的改造与定向进化、酶的生产与应用等。

酶工程在工业、医药、环保等领域有广泛的应用，如生物传感器、生物催化、环保治理等。

四、发酵工程发酵工程是指利用微生物的代谢特点和反应机制，通过大规模培养和控制发酵条件，生产出具有特定性能的代谢产物。

发酵工程的研究内容包括微生物的代谢调控、发酵过程优化、发酵产物分离纯化等。

发酵工程在食品、饮料、化工、医药等领域有广泛的应用，如酒精制造、抗生素生产等。

五、蛋白质工程蛋白质工程是指利用分子生物学技术，对蛋白质进行设计和改造，以达到改变蛋白质的性状和性能的目的。

蛋白质工程的研究内容包括蛋白质结构与功能分析、蛋白质设计与合成、蛋白质修饰与改造等。

蛋白质工程在医药、农业、工业等领域有广泛的应用，如抗体药物研发、酶制剂生产等。

总结：生物技术涉及的五大工程各有其独特的研究内容和应用领域，但它们之间也存在相互联系和交叉。

基因工程和细胞工程是其他三大工程的基础，酶工程和发酵工程则分别涉及到生物催化和大规模培养技术，而蛋白质工程则更侧重于蛋白质的设计和改造。

专业重点整理09级亲测可用课程: 基因工程导论团队: 南农爱整理团队学院: 农学院专业: 农学班级: 农学9*指导教师: 曹爱忠职称: 教授2012 年7 月7 日南京农业大学教务处制基因工程导论生物技术可以分为传统生物技术、工业生物发酵技术和现代生物技术。

现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。

1、基因工程含义概念：是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，利用分子生物学的手段，在体外操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性状发生定向变异，获得人们所需的性状，并能稳定地遗传给后代。

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。

2、DNA重组利用供体生物的遗传物质，或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物。

3、基因工程的理论依据1）同基因具有相同的物质基础2）基因是可以切割的3）基因是可以转移的4）多肽与基因之间存在对应关系5）遗传密码是通用的6）基因通过复制可以把信息传递给下一代4、基因工程的实施步骤：1）取得符合人们要求的DNA片段2）目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA3）把重组DNA引入某种细胞4）把目的基因能表达的受体细胞挑选出来5）形成新的目标产品基因的概念基因：DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷段序列，是遗传物质的最小功能单位。

外显子：能够编码蛋白质的序列叫做外显子。

内显子：不能够编码蛋白质的序列叫做内含子，内含子能转录为信使RNA 。

原核生物的基因组结构特点特点：1）染色体数量少；2）DNA大多为双螺旋结构，少数以单链形式存在；3）结构简单，基因组小，DNA一般只有单一复制起点，基因的编码通常是连续的，中间无非编码成分；4）转录单元，基因组中功能相关的基因常集中在基因组的一个或几个特定部位，形成一个功能单位或转录单元，其活性受到同步调控，它们可被转录为多个mRNA分子，叫多顺反子；5）存在重叠基因。

基因工程细胞工程知识点汇总一、基因工程（一）基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。