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本思维导图整理了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程的区别,概念等都在里面,快来看看。
基因工程工具酶,汇总了限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶I、Klenow大片段酶、逆转录酶、碱性磷酸酯酶、末端转移酶的特点及应用。
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主要区别
基因工程
概念
又称基因拼接技术和DNA重组技术。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
要素
包括外源DNA,载体分子,工具酶和受体细胞等。
基本内容
“分”
目的基因的分离、获取与制备
“选”
选择基因载体
“切“
限制性核酸内切酶切取目的基因
”连“
DNA连接酶使目的基因与运载体结合
”转“
将目的基因转入受体细胞
”筛“
目的基因的鉴定与筛选
特征
跨物种性
外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖
无性扩增
外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达
优点
基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限,可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间,甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移
工具
酶
限制性核酸内切酶、DNA连接酶
载体
质粒载体、噬菌体载体、Ti质粒、人工染色体
细胞工程
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
特点
前沿性
现代生物技术的热点
争议性
新技术给伦理道德带来的冲击
综合性
多学科交叉
应用性
工程类课程,重在产品与技术
研究内容
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)
核心技术
技术
细胞培养与繁殖
目的
获得新性状、新个体、新物质或产品
酶工程
又称蛋白质工程学,是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件,利用酶的催化功能,在一定条件下催化化学反应,生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术
原理
将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容
用途
食品加工业
淀粉加工、乳品、果汁、啤酒发酵
轻化工业
洗涤剂、毛皮工业、明胶制造、牙膏、化妆品、造纸
医药
医疗价值的酶的大规模生产、在体外循环装置中,利用酶清除血液废物,防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等
能源开发
利用植物、农作物、林业产物废物中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等原料,制造氢、甲烷等气体燃料以及乙醇和甲醇等液体燃料
环境工程
工业废水和生活污水的净化
制备方法
基因制取
在生物体内找到了某种有用的酶,应用基因重组技术,通过基因扩增与增强表达,就可能建立高效表达特定酶制剂的基因工程菌或基因工程细胞
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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面
发展阶段
手工加工
发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工)
近代发酵
用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运,以机器生产代替了手工操作,把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平
现代发酵
使发酵工程的发展有了明确的方向,发酵工程进入了生物工程的范畴
生产流程
先进行高性能生产菌株的选育
在人工或计算机控制的生化反应器中进行大规模培养,生产目的代谢产物
最后收集目的产物并进行分离纯化,最终获得所需要的产品
与传统相比
主要以可再生资源为原料;反应条件温和;环境污染较少;能生产目前不能生产或通过化学方法生产困难的性能优异的产品;投资较少。
温度、PH值、氧气
应用
医药工业
如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等
食品工业
一是生产传统的发酵产品,如啤酒、果酒、食醋等;二是生产食品添加剂;三是帮助解决粮食问题
环境科学
污水处理中微生物的强化