生物工程导论重点

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1、生物工程包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程和酶工程；学科基础为生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学、动物学、植物学、化学、工程学、电子学、数学等。生物工程对经济和社会发展的影响1）改善农业生产、解决食品短缺2）提高生命质量、延长人类寿命。开发新型药物，如抗肿瘤药物；疾病预防和诊断；基因治疗；人类基因组计划。3）解决能源危机、治理环境污染4）制造工业原料、生产贵重金属十大生物技术药品：促红细胞生成素、胰岛素、乙肝疫苗、生长激素。。。生物公司成功的经验1）强有力地专利保护，对公司开发的产品及时

2、申请专利，使公司的产品独占市场。2）注重科学研究，加大对新技术和新产品的研发力度（充足的资金支持）。3）鼓励创新，营造以知识为中心的企业文化。4）形成自己的技术优势。我国存在的问题是资金和设备方面显著落后，自主知识产权的工业产品开发严重滞后，企业的科研实力弱；要利用自身的市场优势，如庞大的人口和日益增长的消费能力和人才优势如基础研究和应用研究与发达国家差距不大，走一条技术-专利-标准之路。1基因工程基因工程（P11）：将外源基因通过体外重组后导入受体细胞（也称宿主细胞或寄主细胞）内，使这个基因能在受体细胞内复制、

3、转录、翻译表达的操作。核心内容是在分子水平上对生物的遗传特性进行有目的的改造。四个必要条件：工具酶（限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、修饰酶）、基因、载体、受体细胞基因库（P28）：也叫基因组文库，是指用克隆的方法将一种生物的全部基因组长期以重组体的形式保持在适当的宿主中。另一种说法是指将基因组DNA通过限制性内切酶部分酶解后所产生的基因组DNA片段随机地同相应的载体重组，经体内扩增得到的克隆群体，代表了基因组DNA的所有序列。基因文库：也叫cDNA文库。首先获得mRNA，反转录得cDNA，经克隆形成文库

4、。与基因库相比，没有内含子成分，DNA重组时可以直接使用。原核生物目的基因的获得：构建基因组文库；基因组文库的筛选，如DNA杂交法、免疫反应法和酶活性法。真核生物目的基因的获得：cDNA法、DNA的化学合成法、PCR法。限制性内切酶（P19）：识别和切割双链DNA分子内特殊核苷酸序列的酶统称为限制性内切酶。II类限制性内切酶是基因工程中使用的主要工具酶。I类和III类限制性内切酶在基因工程中基本不用。PCR流程（P31）：1）变性，将DNA置于95℃的高温下，使双链DNA的双链解开变成单链DNA；2）退火，将反应

5、体系温度降至55℃左右；3）延伸，将反应体系的温度调整至TaqDNA聚合酶作用的最适温度72℃，以目的基因为模板，合成新的DNA链。DNA双螺旋结构模型（P13）：1）DNA由两条互补的链组成，两链平行反向且右旋；2）两链之间的碱基一氢键配对互补，A==T，G==C；3）螺旋每周含10个碱基对，每周垂直升高340mm，螺旋直径200mm；4）磷酸-核糖主链在螺旋外侧，碱基对平面在内侧且与主链垂直。（估计不会考这么细）。模型的核心：碱基配对互补。质粒的使用时存在的问题（P43）1）质粒的稳定性在外源基因位于质粒上的

6、重组微生物培养过程中，由于各种原因，会产生一些丢失质粒的细胞，这些细胞由于不需要表达目标基因，会具有比含质粒细胞更快的生长速率，从而导致发酵体系中含质粒细胞的比例随时间下降，有时这种情况会极大地影响生产效率。2）存在能量分流现象，限制了重组菌的高密度培养；3）在重组菌中表达的目的蛋白为细胞的异源物质，往往对细胞造成一定程度的毒害，从而抑制细胞生长和目的基因的高效表达。高密度培养的主要策略：流加培养是解决质粒稳定性问题和减少有毒副产物形成的主要手段之一。2细胞工程细胞工程：通过在细胞水平上重组细胞的结构和内含物，以

7、改造生物的结构和功能的技术植物细胞利用植物细胞的全能型，培养基中必须组分包括碳源和能源（主要采用蔗糖）、无机盐、维生素和生长调节剂，温度为25℃，pH为5-6。植物细胞培养过程放大的主要难点在于：对需要光照的体系，大规模的光生物反应器的设计和制造有一定难度。动物细胞培养利用细胞的增殖，培养液成分为葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。培养液特点：液态培养基、含动物血清。动物细胞培养成功的关键在于培养液中是否含有动物血清。动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养物质（合成培养基）；温度和pH（37℃左右，7

8、.4左右）；气体环境（氧气和二氧化碳）等。细胞系：原代细胞经传代后形成的细胞群体，是具有增殖能力，类型均匀的培养细胞，多为有限细胞系。细胞株：细胞系经过选殖克隆、物理性细胞分离或其他方法而得的由单一类型的细胞世系组成的培养物。有限细胞系：如细胞系的生存期有限，则称之为有限细胞系。无限细胞系：已获无限繁殖能力能持续生存的细胞系，称连续细胞系或无限细胞系。胚胎干细胞：是从早期