制浆造纸的生物技术-课件.ppt
制浆造纸的生物技术,生物技术概论,关于制浆造纸生物技术,制浆造纸的生物技术,参考书,制浆造纸的生物技术 谢来苏主编 化学工业出版社植物生物技术导论 H.S.查夫拉编著 化学工业出版社生物工程概论 陶兴无主编 化学工业出版社现代应用生物技术刘仲敏 林兴兵 杨生玉主编 化学工业出版社生物技术概论英 J.E.史密斯著 科学技术出版社,第一章 生物技术总论,一、生物技术（biotechnology)含义 生物技术，有时也称生物工程(bioengineering)，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是一门新兴的、综合性的学科。,第一章 生物技术总论,二、生物技术的组成,第一章 生物技术总论,三、生物技术3个层面核心内容,为特定的功能或过程获得最佳的生物催化剂,为催化剂发挥作用创造最合适的环境,从发酵过程产生的产物中分离和纯化产品,第一章 生物技术总论,基因工程(gene engineering)用人工的方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸（DNA）分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。然后将DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性；有时还使新的遗传信息在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物。,第一章 生物技术总论,2.细胞工程(cell engineering)以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖；或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创新品种；或加速繁殖动、植物个体；获得某种有用的物质的过程。,克隆技术、干细胞技术,第一章 生物技术总论,3.酶工程(enzyme engineering)利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。,第一章 生物技术总论,4.蛋白质工程（protein engineering)在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以生产满足人类需要的新兴蛋白质技术。,第一章 生物技术总论,5.发酵工程 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。,第一章 生物技术总论,第一章 生物技术总论,三、生物技术所涉及的行业种类,第一章 生物技术总论,1.基因工程是否会产生致命病毒2.转基因食品的安全性3.生物武器4.人类社会伦理,1.解决能源危机2.环境保护3.制造工业原料4.生产贵重金属,1.新型药品2.疾病的预防和诊断3.基因治疗4.人类基因组计划,培育抗逆的作物优良品系2.植物种苗工厂化3.生物固氮4.提高粮食品质,农业,四、生物技术对经济社会发展的影响,医疗,环境,危害,第一章 生物技术总论,人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源,二十一世纪生物技术的世纪,第二章 基因工程,生命的起源,第二章 基因工程,一、基因工程的理论依据 不同基因具有相同的物质基础 基因是可切割的 基因是可以转移的 多肽与基因之间存在着对应关系 遗传密码是通用的 基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代,第二章 基因工程,二、DNA及DNA重组DNA的组成和结构（1）DNA是一类由四种脱氧核糖核酸按照一定的顺序聚合而成的大分子。脱氧核酸分子由脱氧核糖、碱基和磷酸基团组成。,第二章 基因工程,（2）组成DNA的碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。在DNA分子中，各个脱氧核糖核酸和磷酸基团的结构和位置是一致的，而不同的只有碱基。因此在DNA链中的脱氧核糖核酸可以用碱基来表示。（3）DNA以双链形式存在。两条脱氧核糖核酸链总是按照碱基A与T互补配对和G与C互补配对的。并通过氢键形成稳定的双螺旋结构。,第二章 基因工程,（4）由于双链DNA是靠互补配对的碱基之间的氢键维持的，因此当溶解在溶液中的双链DNA处于较高温度条件下时，因氢键断开而解链成单链DNA，这个过程成为DNA的变性。,高温变性的DNA被逐渐冷却时，分开的两条单链又会重新结合成双链DNA，此过程成为复性。,第二章 基因工程,DNA的复性,短链DNA容易精确复性长链DNA的复性比较困难,不是同一个分子的DNA单链，或是人工和成的DNA单链，只要它们的碱基是互补的，同样可以复性。,第二章 基因工程,2.DNA的功能 DNA分子能在细胞内复制 DNA分子的功能之一是在细胞内能够进行半保留复制，复制后，新产生的双链DNA分子中含有一条旧链和一条新链，使DNA携带的信息可以精确的传代。携带遗传信息 DNA是遗传信息的主要携带者，DNA上的部分核苷酸序列决定着RNA的核苷酸序列，并最终在多肽上表达（蛋白质）。,第二章 基因工程,正是DNA这些性质和特征为DNA的重组提供了必要的条件，那么真正的完成这些重组，需要哪些工具呢？,第二章 基因工程,3.基因工程专用“工具”（1）基因的手术刀限制性内切核酸酶(restriction endonuclease)：一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子的酶。,第二章 基因工程,限制性内切核酸酶是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二酯断开的内切脱氧核糖核酸酶。,第二章 基因工程,（2）基因重组的“针线”DNA链接酶（DNAligase)把两条DNA未端之间的缝隙缝合起来。,第二章 基因工程,（3）基因的运输工具载体（质粒、噬菌体、病毒等）质粒（plasmid)是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。,第二章 基因工程,（4）基因的导入受体细胞（原核生物细胞、真核生物细胞）作为基因工程的受体细胞，从实验技术上讲是能摄取外源DNA，并使其稳定维持的细胞。,第二章 基因工程,重组DNA导入受体细胞的途径 直接转化法 化合物诱导法 接合转化法电穿孔转法 微弹轰击法（基因枪转化法）激光微束穿孔法 超声波处理法,第二章 基因工程,三、基因工程基本操作“四步曲”：1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达,第二章 基因工程,第二章 基因工程,四 基因工程的应用基因工程与农业 运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。,第二章 基因工程,转基因抗虫棉花,转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物,第二章 基因工程,2.基因工程与医疗 基因工程用于诊断疾病，以及修复受损的DNA。,第二章 基因工程,3.基因工程与未来,Thank You!,
