生物工程导论思维导图

基因工程：定义：所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操 作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入 受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转 录、翻译表达的操作。

生物工程导论

• 基因工程
  • 定义：所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
  • 内容：四个核心步骤
    • 提取目的基因
    • 目的基因与运载体结合
    • 将目的基因导入受体细胞
    • 目的基因的检测和表达
  • 意义：基因工程可以绕过远缘有性杂交的困难，使基因在微生物、植物、动物之间交流，迅速并定向的获得人类需要的新的生物类型
• 细胞工程
  • 定义：是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。
  • 内容
    • 动植物细胞与组织培养
    • 细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体）
    • 细胞核移植（无性繁殖、克隆动物）
    • 染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦）
    • 胚胎工程（优良品种、试管婴儿）
    • 干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞）
    • 转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物）
  • 意义：在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。
• 酶工程
  • 定义：酶工程又可以说是蛋白质工程学，利用传统突变技术或是分子生物学技术，将蛋白质上的氨基酸进行突变，以改变蛋白质之化学性质和功能
  • 内容
    • 酶制剂的制备
    • 酶的固定化
    • 酶的修饰与改造
    • 酶反应器
  • 意义：酶作为一种生物催化剂，已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来，随着酶工程不断的技术性突破，在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛
• 生物分离工程
  • 定义：生物分离工程的定义:从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物 产品的过程
  • 内容
    • 目标产物的捕获
    • 目标产物的初步纯化（萃取、沉淀、吸附等）
    • 目标产物的高度纯化和精制
  • 意义：能源和资源利用当今世界的主要能源如石油、天然气和煤炭等都是不可再生能源而新资源的开发需要环境友好型 可持续性并且在减少浪费的基础上能循环利用 而生物分离技术则在其中所起到的重要作用
• 微生物工程
  • 定义：微生物工程，即是指发酵工程，指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术
  • 内容：菌种选育、 培养基的配置、灭菌、 种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（ 生物分离工程）等方面
  • 意义：发酵工程以其生产条件温和，原料来源丰富且价格低廉，产物专一，废弃物对环境污染小和容易处理等特点，而在医药工业、 食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用，逐步形成了规模庞大的发酵工业