文档介绍：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 )
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)
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。
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
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
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/ 。
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
胰岛素
450头猪胰脏
传统工艺
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