生命科学导论-生物技术与人类未来2012-8.ppt

生命科学导论-生物技术与人类未来2012-8
第一节 生物技术及其发展历史
第二节 重组DNA技术─基因工程
第三节 蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介
第四节 生物技术在农业、医药等方面的应用
第五节 生物技术面临列。（3）测定蛋白质的结构。（4）了解蛋白质的结构变化对活性与功能的影响。（5）设计基因改造方案。（6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。如通过引入二硫键提高酶的热稳定性。
第三节 蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介
第三节
一、蛋白质工程
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现代发酵工程主要是指利用微生物、包括利用DNA重组技术改造过的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术。(发酵工程的产品从食品、药品、精细化工产品到许多工业用原料等，范围非常广泛)
现代发酵工程是分子生物学、生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理密切结合和应用的结果。
基本步骤：（1）菌种选育和改造获得工程菌等。（2）细胞大规模培养即发酵过程。（3）生产活性的诱导。（4）菌体及产物的收获，从细胞或培养液中分离纯化所需要的代谢产物。
第三节
二、发酵工程
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细胞工程是指通过组织、细胞和细胞器水平上的筛选或改造，获得有商业价值的细胞株、细胞系或细胞组织，再通过规模培养，获得特殊商品的技术与过程。
动物细胞培养：体外培养可分为原代培养与继代培养。
动物细胞培养的操作步骤 包括：
1）对动物体的胚胎、肌肉、肾等组织经酶解消化分离出单个细胞。
2）将分散的细胞转入特殊培养液中，于二氧化碳培养箱中进行保温培养。
3）原代细胞分装到多个扁形的瓶中进行继代培养。
第三节
三、细胞工程
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第三节
高等植物细胞组织培养。高等植物细胞具有全能性，其幼胚、根、茎、叶、花和果实等不同器官的组织中分离的单个细胞，经过特殊培养形成愈伤组织，并生成完整的植株。
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细胞融合将不同种类的细胞经特殊处理形成杂种细胞。
细胞重组是把不同种类细胞的细胞器重新组合装配，包括核移植、叶绿体移植、核糖体重建及线粒体装配等。
杂交瘤技术是通过细胞融合产生特异杂交瘤细胞，进而使杂交瘤细胞产生单一的抗体（单克隆抗体），在医药业用作药物和诊断试剂。
制备单克隆抗体的过程 涉及细胞培养、细胞融合等多种步骤。 单克隆抗体技术现已应用于临床诊断和疾病的治疗，在癌症的研究治疗中也具有应用潜力。
第三节
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第四节 生物技术在农业、医药等方面的应用
第四节
转基因动物主要应用于促进动物生长，改善畜产品的产量，提高动物的抗病性和生产药用蛋白等。畜牧业中的基因工程产品还包括动物疫苗、生长激素等。
植物基因工程在种植业生产上显示了更好的应用前景。如用农杆菌Ti质粒转化植物培养出具有抗化学除草剂的转基因植物，转基因番茄，转Bt基因作物等。
基因工程技术还被应用于环境保护，如利用转基因微生物吸收环境中的重金属，降解有毒有害化合物，处理工业废水等方面的研究已经取得了许多进展。
一、农业生物技术
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第四节
传染性疾病的诊断。利用PCR技术或PCR与分子杂交标记相结合，可以快速准确地检测出病原性物质。分子生物学技术应用于传染性疾病的诊断具有专一性强，灵敏度高，且抗干扰好和操作快速简便等优点。
人类遗传性疾病早期诊断。胎儿出生前诊断应用最多的方法是羊水和胎盘绒毛膜检测，如镰形细胞贫血症胎儿出生前的基因组型分析。
特异性互补寡核苷酸法：该方法根据被检基因特定的DNA序列，人工合成两种特异性的寡核苷酸分子探针（ASO），一种与正常的基因序列完全互补，另一种与突变的基因序列完全互补。
二、分子诊断
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第四节
基因治疗就是利用基因工程技术来治疗人类遗传性疾病和多因素疾病。
基因治疗通常需要在DNA水平上认识发病机制，掌握了基因的克隆分离、体外操作和适量表达的技术，还要应用合适的载体或基因转移系统（如逆转录病毒）将人正常的结构基因以及相关的调节序列送入到人体组织和细胞中去，使之稳定、安全地表达。如重症综合性免疫缺乏症（SCID）的基因治疗。
RNA干扰技术在基因治疗研究中显示了良好的应用前景，所谓RNA干扰（RNAi）技术,就是利用一小段双链RNA（dsRNA）导入人体或其他哺乳动物细胞中，使特定的基因表达产生沉默。
三、基因治疗
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生物芯片是指本身贮存有大量的生物信息，并能够对生物分子或组分进行高通量快速并行处理和分析的薄型固体器件。
DNA芯片或基因芯片，是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技