第十三章基因工程与蛋白质工程 主要内容 生物技术及其主要技术体系 生物技术在一些领域的应用 基因工程主要内容 蛋白质工程简介
第十三章 基因工程与蛋白质工程 主要内容 生物技术及其主要技术体系 生物技术在一些领域的应用 基因工程主要内容 蛋白质工程简介
第一节生物工程概述 生物工程( Biotechnology)也称生物技术 或生物工艺学。 生物工程的技术体系: 基因工程( Gene engineering) 细胞工程( Cell engineering) 酶工程( enzyme engineering) 发酵工程( ferment engineering) 生化工程( biochemistry engineering)
第一节 生物工程概述 生物工程(Biotechnology)也称生物技术 或生物工艺学。 生物工程的技术体系： • 基因工程（Gene engineering） • 细胞工程 （Cell engineering ） • 酶工程 （enzyme engineering ） • 发酵工程 （ferment engineering ） • 生化工程 （biochemistry engineering ）
(1)基因工程 也称DNA重组技术,是分子水平的遗传工程。 是指按照人的意愿,将某一生物的遗传信息 转移到另一生物体内,以改变其生物机能或 创造新生物物种的技术 大肠杆菌 传转化的细菌 胰岛素基因 重组转化 培养(发酵生产 胰岛素 载体
⑴基因工程 也称DNA重组技术，是分子水平的遗传工程。 是指按照人的意愿，将某一生物的遗传信息 转移到另一生物体内，以改变其生物机能或 创造新生物物种的技术。 大肠杆菌 胰岛素基因 载体 重组 转化 转化的细菌 胰岛素 培养（发酵生产）
(2)细胞工程: 是在细胞水平和亚细胞水平的生物工程,包 括以下几方面的内容 ①细胞融合—解决远缘种间杂交的问题, ②核、胞质、细胞器移植—产生具有超级功 能的新细胞。 ③细胞大规模培养技术—快速获得大量细胞, 从而可获取药物和其它产品。 ④组织培养技术利用动植物组织和细胞 的全能性,进行快速的无性繁殖(称为克隆), 从而可在短时间内得到动植物幼苗或组织
⑵细胞工程： 是在细胞水平和亚细胞水平的生物工程，包 括以下几方面的内容 ①细胞融合——解决远缘种间杂交的问题， ②核、胞质、细胞器移植——产生具有超级功 能的新细胞。 ③细胞大规模培养技术——快速获得大量细胞， 从而可获取药物和其它产品。 ④组织培养技术——利用动植物组织和细胞 的全能性，进行快速的无性繁殖（称为克隆）， 从而可在短时间内得到动植物幼苗或组织
(3)酶工程 涉及酶的开发与生产、酶的固定化和 酶的分子改造与新酶研制等内容。 (4)发酵工程: 利用“工程菌”加工生物材料进行目的 产物生产的过程。 (5)生化工程: 包括生物反应器的设计、传感器的研 制和产品的分离、精制技术
⑶酶工程： 涉及酶的开发与生产、酶的固定化和 酶的分子改造与新酶研制等内容。 ⑷发酵工程： 利用“工程菌”加工生物材料进行目的 产物生产的过程。 ⑸生化工程： 包括生物反应器的设计、传感器的研 制和产品的分离、精制技术
二、生物工程在现代工、农、医 领域的应用 1、化工及冶金工业 2、轻工和食品工业 3、医药工业 4、农业和畜牧业 5、环保和能源工业
二、生物工程在现代工、农、医 领域的应用 1、化工及冶金工业 2、轻工和食品工业 3、医药工业 4、农业和畜牧业 5、环保和能源工业
1、化工及冶金工业 利用生物技术取代传统的生产工艺, 克服传统工艺的高温、高压、腐蚀、易 燃、易爆等弊端。 目前大规模生产的新产品主要是有机酸 如 苹果酸、酒石酸、长链脂肪酸、乳酸等 冶金工业 利用微生物富集尾矿的有色金属Cu、Zn、 Ni、Ag等。 Cu 2+ 尾矿硫杆菌对液ASO4 浸矿 2+
1、化工及冶金工业 利用生物技术取代传统的生产工艺， 克服传统工艺的高温、高压、腐蚀、易 燃、易爆等弊端。 目前大规模生产的新产品主要是有机酸。 如： 苹果酸、酒石酸、长链脂肪酸、乳酸等 冶金工业 利用微生物富集尾矿的有色金属Cu、Zn、 Ni、Ag等。 尾矿 硫杆菌 浸矿 浸矿液 Cu 2+ Ag + Zn 2+ SO4 2-
2、轻工和食品工业 主要应用在氨基酸的发酵生产、酶制剂 的开发、新糖原的开发、酒类酿造新工艺及 新型食品添加剂的研制等。 目前有18种可用发酵法生产,我国主 要是GIu、Iys。Thr产酸率由原来3g/提 高到864g/L。 固定化酶和固定化细胞技术的应用: 如:固定化酵母生产饮料酒等
2、轻工和食品工业 主要应用在氨基酸的发酵生产、酶制剂 的开发、新糖原的开发、酒类酿造新工艺及 新型食品添加剂的研制等。 目前有18种aa可用发酵法生产，我国主 要是Glu、Lys 。Thr产酸率由原来3g/L提 高到86.4g/L 。 固定化酶和固定化细胞技术的应用： 如：固定化酵母生产饮料酒等
3、医药工业 利用基因工程菌生产生化药物。目前 已规模生产的有:胰岛素、生长激素、干 扰素、乙肝疫苗等。 生产1克传统工艺 450头猪胰脏 胰岛素_基因工程菌20L发酵液 1200L人血干扰素 的量L发酵液
3、医药工业 利用基因工程菌生产生化药物。目前 已规模生产的有：胰岛素、生长激素、干 扰素、乙肝疫苗等。 生产1克 胰岛素 450头猪胰脏 基因工程菌 20L发酵液 1200L人血 干扰素 的量 1L发酵液
4、农业和畜牧业 利用转基因技术培育高产、抗性(抗旱、 抗病、耐寒、抗盐等)的新物种 如:我国培育的水稻平均亩产从400公斤 提高到800公斤以上。 国外已培育出奶中含药物的奶牛、世 界上最臭的花等
4、农业和畜牧业 利用转基因技术培育高产、抗性（抗旱、 抗病、耐寒、抗盐等）的新物种。 如：我国培育的水稻平均亩产从400公斤 提高到800公斤以上。 国外已培育出奶中含药物的奶牛、世 界上最臭的花等