1、蛋白質(zhì)工程相關(guān)蛋白質(zhì)工程相關(guān)3-1 蛋白質(zhì)工程的發(fā)展歷史3-2 蛋白質(zhì)的生物合成3-3 蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容及過程3-4 蛋白質(zhì)工程的具體應(yīng)用主要內(nèi)容3-1 蛋白質(zhì)工程的發(fā)展歷史3-2 蛋白質(zhì)的生物合成33-1 蛋白質(zhì)工程的發(fā)展歷史 蛋白質(zhì)的歷史起源 蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)生 蛋白質(zhì)工程的意義3-1 蛋白質(zhì)工程的發(fā)展歷史 蛋白質(zhì)的歷史起源蛋白質(zhì)概念的歷史淵源舊稱：朊1728年，Beccari洗出面筋1838年，荷蘭科學(xué)家格里特發(fā)現(xiàn)蛋白1841年，Liebig發(fā)表文章1883年，Kjedahl發(fā)明定氮，發(fā)現(xiàn)氨基酸1902年，確定氨基酸結(jié)構(gòu)，測(cè)定肽鍵性質(zhì)1927年，發(fā)現(xiàn)酶也是蛋白蛋白質(zhì)概念的歷史淵源舊稱：朊蛋

2、白質(zhì)工程的產(chǎn)生及意義1982年，Winter 提出定點(diǎn)誘變1983年，Ulmer發(fā)表專論，標(biāo)志意義：蛋白對(duì)生命的重要所在蛋白質(zhì)工程的難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和功能間的關(guān)系蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)生及意義1982年，Winter 提出定點(diǎn)誘變3-2 蛋白質(zhì)的生物合成 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 三個(gè)配體（RNA） 合成過程3-2 蛋白質(zhì)的生物合成 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1氨基酸肽鍵蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1氨基酸氨基酸的通式組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有二十種 ，通式如下：R不同，組成的氨基酸就不同氨基酸的通式組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有二十種 ，通式如下：蛋白質(zhì)工程相關(guān)肽鍵、肽和多肽肽鍵、肽和多肽蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)2一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)功

3、能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)2一級(jí)結(jié)構(gòu)三種RNAmRNA程序rRNA（核糖體）裝配車間tRNA運(yùn)載工具三種RNAmRNA程序mRNAmRNA三種RNA的協(xié)同工作mRNA程序rRNA（核糖體）裝配車間tRNA運(yùn)載工具三種RNA的協(xié)同工作mRNA程序合成過程DNAmRNA蛋白質(zhì)mRNA的閱讀53；肽鏈的合成N端C端從mRNA到肽鏈的秘密肽鏈之前和肽鏈之后（合成過程三階段）合成過程DNAmRNA蛋白質(zhì)密碼子表密碼子表蛋白合成過程示意蛋白合成過程示意3-3 蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容及過程 理論背景 內(nèi)容 程序與基因工程的關(guān)系3-3 蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容及過程 理論背景理論背景序列結(jié)構(gòu)功能之間的內(nèi)在聯(lián)系理論背景序

4、列結(jié)構(gòu)功能之間的內(nèi)在聯(lián)系內(nèi)容理論上的研究：序列結(jié)構(gòu)功能應(yīng)用上的分類：小改（1-n個(gè)氨基酸） 中改（肽端或結(jié)構(gòu)域） 大改（從頭設(shè)計(jì)）內(nèi)容理論上的研究：序列結(jié)構(gòu)功能具體程序從功能設(shè)計(jì)到功能實(shí)現(xiàn)的反饋。具體程序從功能設(shè)計(jì)到功能實(shí)現(xiàn)的反饋。3-4 蛋白質(zhì)工程的具體應(yīng)用 提高蛋白穩(wěn)定性 增加活性 融合蛋白 嵌合抗體和人緣化抗體3-4 蛋白質(zhì)工程的具體應(yīng)用 提高蛋白穩(wěn)定性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬與設(shè)計(jì)，李榮秀，化學(xué)工業(yè)出版社，2011蛋白質(zhì)組學(xué)研究 概念、技術(shù)及應(yīng)用，張麗華，科學(xué)出版社，2010蛋白質(zhì)研究技術(shù)，顏真，第四軍醫(yī)大學(xué)出版社 ，2007合成一個(gè)蛋白質(zhì)，熊衛(wèi)民，山東教育出版社，2005重組蛋白分離與分析，范

5、代娣，化學(xué)工業(yè)出版社，2004課外書籍資料蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬與設(shè)計(jì)，李榮秀，化學(xué)工業(yè)出版社，2011課外書DNA生命的控制器從DNA到蛋白質(zhì)國(guó)外大牛制作RNA聚合酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄和翻譯DNA復(fù)制基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成課外視頻資料DNA生命的控制器課外視頻資料本章重點(diǎn)蛋白質(zhì)工程確立的歷史事件蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)合成的分子學(xué)基礎(chǔ)及過程蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容本章重點(diǎn)蛋白質(zhì)工程確立的歷史事件第四章 酶工程酶工程（英語：Enzyme engineering）是指工業(yè)上有目的的設(shè)置一定的反應(yīng)器和反應(yīng)條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品或服務(wù)于其它目的的一門應(yīng)用技術(shù)。第四章 酶工程酶

6、工程（英語：Enzyme engineeri酶工程的定義酶工程（英語：Enzyme engineering）是指工業(yè)上有目的的設(shè)置一定的反應(yīng)器和反應(yīng)條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品或服務(wù)于其它目的的一門應(yīng)用技術(shù)。酶工程的定義酶工程（英語：Enzyme engineerin4-1 酶工程的產(chǎn)生與發(fā)展歷史4-2 酶學(xué)基礎(chǔ)及酶工程定義4-3 生物酶工程4-4 化學(xué)酶工程主要內(nèi)容4-1 酶工程的產(chǎn)生與發(fā)展歷史4-2 酶學(xué)基礎(chǔ)及酶工程定4-1 酶工程的產(chǎn)生及發(fā)展歷史 人類對(duì)酶的認(rèn)識(shí)歷程 酶制劑的生產(chǎn) 固定化酶 分子修飾 非蛋白酶類-未來4-1 酶工程的產(chǎn)生及發(fā)展歷史

7、人類對(duì)酶的認(rèn)識(shí)歷程人類對(duì)酶的認(rèn)識(shí)歷程1578年，Kunne首先提出酶的概念1833年，Payen和Persoz獲得淀粉酶1894年，F(xiàn)isher發(fā)現(xiàn)酶的專一性1896年，Bucher兄弟提出發(fā)酵本質(zhì)認(rèn)識(shí)1903年，Henri提出酶底物配合說1913年，Michaelis-Menten方程1927年，Summer證明酶也是蛋白質(zhì)人類對(duì)酶的認(rèn)識(shí)歷程1578年，Kunne首先提出酶的概念酶制劑的生產(chǎn)1894年，日本高峰讓吉制備高峰淀粉酶1908年，Rohm制得胰酶1949年，細(xì)菌淀粉酶發(fā)酵1960年，Jacob和Monod闡明酶合成機(jī)制酶制劑的生產(chǎn)1894年，日本高峰讓吉制備高峰淀粉酶固定化酶191

8、6年，Nelson和Griffin發(fā)現(xiàn)酶固定現(xiàn)象1953年，Grubhofer和Schleith明確固定化1978年，日本人實(shí)現(xiàn)細(xì)胞固定化固定化酶1916年，Nelson和Griffin發(fā)現(xiàn)酶固定現(xiàn)分子修飾酶分子修飾是通過對(duì)蛋白酶主鏈的剪接和側(cè)鏈的化學(xué)修飾對(duì)酶分子進(jìn)行改造，以改變酶的一些性質(zhì)，創(chuàng)造出天然酶不具備的優(yōu)良性狀，擴(kuò)大酶的應(yīng)用已達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益。注意區(qū)分分子修飾所用的手段分子修飾酶分子修飾是通過對(duì)蛋白酶主鏈的剪接和側(cè)鏈的化學(xué)修飾對(duì)1、金屬離子置換修飾：改變酶分子中所含的金屬離子。常用離子：Ca2+，Mg2+，Mn2+，Zn2+，Co2+，Cu2+，F(xiàn)e2+等。2、大分子結(jié)合修飾：利用

9、水溶性大分子與酶結(jié)合，使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生精細(xì)改變。常用修飾劑：右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等。3、酶?jìng)?cè)鏈水解修飾(肽鏈有限水解修飾)：肽鏈經(jīng)有限水解，使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生某些精細(xì)改變。酶蛋白主鏈修飾主要是靠酶切/酶原激活法。4、酶分子的側(cè)鏈基團(tuán)修飾：采用一定的方法（化學(xué)法）使酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變。側(cè)鏈基團(tuán)改變引起酶蛋白空間構(gòu)象的改變，從而改變酶的特性和功能。基團(tuán)有：羧基、氨基、巰基、咪唑基、酚羥基、胍基、色氨酸吲哚基。酶分子修飾的手段1、金屬離子置換修飾：改變酶分子中所含的金屬離子。常用離子：酶的未來酶結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系酶的多方面、高效利用高穩(wěn)定性酶的開發(fā)非蛋白酶類的研究進(jìn)展

10、如肌紅蛋白的改造。酶的未來酶結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系4-2 酶學(xué)基礎(chǔ)及酶工程定義 酶的一般知識(shí) 酶的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)制 酶工程的定義4-2 酶學(xué)基礎(chǔ)及酶工程定義 酶的一般知識(shí)酶的一般知識(shí)化學(xué)組成和性質(zhì)催化反應(yīng)特點(diǎn)：高效 選擇（特異、專一） 產(chǎn)物 （純度高） 條件酶的一般知識(shí)化學(xué)組成和性質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)和催化機(jī)制鎖和鑰匙說誘導(dǎo)契合說酶結(jié)構(gòu)：活性中心和底物結(jié)合區(qū)域酶的結(jié)構(gòu)和催化機(jī)制鎖和鑰匙說鎖-鑰匙鎖-鑰匙誘導(dǎo)契合誘導(dǎo)契合酶工程的定義酶的生產(chǎn)和應(yīng)用所應(yīng)涉及的系列技術(shù)酶工程（英語：Enzyme engineering）是指工業(yè)上有目的的設(shè)置一定的反應(yīng)器和反應(yīng)條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)人類需要

11、的產(chǎn)品或服務(wù)于其它目的的一門應(yīng)用技術(shù)。酶工程的定義酶的生產(chǎn)和應(yīng)用所應(yīng)涉及的系列技術(shù)酶工程（英語：E4-3 生物酶工程 克隆酶（不改） 突變酶、從頭設(shè)計(jì)酶（小、中、大改） 進(jìn)化酶 雜合酶4-3 生物酶工程 克隆酶（不改）進(jìn)化酶非理性手段突變：易錯(cuò)PCR高效篩選系統(tǒng)進(jìn)化酶非理性手段雜合酶把來自不同酶分子的結(jié)構(gòu)單元（單個(gè)功能基、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)或功能域）或酶分子進(jìn)行組合或交換，可以產(chǎn)生具有所需性質(zhì)的優(yōu)化酶雜合體。由兩種以上酶成分構(gòu)成。雜合酶的構(gòu)建方法是DNA水平的基礎(chǔ)操作和酶學(xué)檢測(cè)方法的結(jié)合，其實(shí)質(zhì)是突變（組裝）和篩選。目的是獲得比親本功能具有更高效率的、或者衍生出新功能的子代重組體。雜合酶把來自

12、不同酶分子的結(jié)構(gòu)單元（單個(gè)功能基、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)3-4 化學(xué)酶工程 天然酶的化學(xué)修飾（外、內(nèi)） 固定化酶 人工模擬酶3-4 化學(xué)酶工程 天然酶的化學(xué)修飾（外、內(nèi)）固定化酶注意：固定化細(xì)胞和固定化酶的區(qū)別與聯(lián)系固定化酶注意：固定化細(xì)胞和固定化酶的區(qū)別與聯(lián)系固定化酶固定化酶人工模擬酶酶結(jié)構(gòu)理論（半模擬和全模擬）： 酶的選擇性 酶的活性中心化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論 反應(yīng)的過渡態(tài)理論人工模擬酶酶結(jié)構(gòu)理論（半模擬和全模擬）：分子印跡酶分子印跡酶人工模擬酶-抗體酶1946年，鮑林(Pauling)用過渡態(tài)理論闡明了酶催化的實(shí)質(zhì)，即酶之所以具有催化活力是因?yàn)樗芴禺愋越Y(jié)合并穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)（底物激態(tài)），從而降

13、低反應(yīng)能級(jí)。1969年杰奈克斯(Jencks)在過渡態(tài)理論的基礎(chǔ)上猜想：若抗體能結(jié)合反應(yīng)的過渡態(tài)，理論上它則能夠獲得催化性質(zhì)。抗體+過渡態(tài)1986年，制成人工模擬酶-抗體酶1946年，鮑林(Pauling)用過渡態(tài)課外書籍資料食品酶學(xué)，鄭寶東，東南大學(xué)出版社，2006酶工程制藥，李榮秀，化學(xué)工業(yè)出版社，2004酶學(xué)，陳石根，復(fù)旦大學(xué)出版社，2001酶工程，徐鳳彩，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001課外書籍資料食品酶學(xué)，鄭寶東，東南大學(xué)出版社，2006星雷分子美食課程第八課蛋白質(zhì)和酶：轉(zhuǎn)谷酰胺酶泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）動(dòng)畫酶（漢水丑生）長(zhǎng)壽的秘密：端粒、端粒酶酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）課外視頻資料

14、星雷分子美食課程第八課蛋白質(zhì)和酶：轉(zhuǎn)谷酰胺酶課外視頻資料第五章 細(xì)胞工程第五章 細(xì)胞工程5-1 細(xì)胞工程的產(chǎn)生與發(fā)展歷史5-2 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)及細(xì)胞工程定義5-3 宏觀細(xì)胞工程細(xì)胞培養(yǎng)5-4 微觀細(xì)胞工程主要內(nèi)容5-1 細(xì)胞工程的產(chǎn)生與發(fā)展歷史5-2 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)及細(xì)胞5-1 細(xì)胞工程的產(chǎn)生及發(fā)展歷史 人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)歷程 植物組織及細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)和核移植 現(xiàn)代細(xì)胞工程5-1 細(xì)胞工程的產(chǎn)生及發(fā)展歷史 人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)歷程人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)歷程1604年，Janssen制造第一臺(tái)顯微鏡1665年，Hooke改進(jìn)顯微鏡，發(fā)現(xiàn)小室1676年，Hoek又改，發(fā)現(xiàn)大量微生物1838年，Schlwi

15、den說植物由細(xì)胞構(gòu)成1839年，Schwan說都是細(xì)胞，細(xì)胞相近1855年，Virchow說細(xì)胞來自細(xì)胞人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)歷程1604年，Janssen制造第一臺(tái)顯微植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)和核移植胚胎或幼齡組織 胰蛋白酶分解彈性纖維單個(gè)細(xì)胞 加培養(yǎng)液細(xì)胞懸浮液 10代細(xì)胞 50代細(xì)胞 無限傳代原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞株細(xì)胞系動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)和核移植胚胎或幼齡組織原代培養(yǎng)細(xì)胞株現(xiàn)代細(xì)胞工程細(xì)胞壁的去除、核移植的嘗試童第周細(xì)胞融合細(xì)胞融合中的明星：雜交瘤技術(shù)（Kohler） （1975發(fā)明，1984，1995二度諾貝爾獎(jiǎng)1997年，多利羊證明體細(xì)胞的遺傳全能性2010年，

16、人工合成生命現(xiàn)代細(xì)胞工程細(xì)胞壁的去除、核移植的嘗試童第周5-2 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)及細(xì)胞工程定義 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制 細(xì)胞工程的定義5-2 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)及細(xì)胞工程定義 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制細(xì)胞（生命基本單元）的結(jié)構(gòu)生物膜系統(tǒng)：細(xì)胞膜及細(xì)胞器遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)：細(xì)胞核、質(zhì)粒、核糖體細(xì)胞功能系統(tǒng)：細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器細(xì)胞（生命基本單元）的結(jié)構(gòu)生物膜系統(tǒng)：細(xì)胞膜及細(xì)胞器細(xì)胞工程定義宏觀工程微觀工程 細(xì)胞工程是生物工程的一個(gè)重要方面。總的來說，它是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的理論和方法，按照人們的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，進(jìn)行在細(xì)胞水平上的遺傳操作及進(jìn)行大規(guī)模的細(xì)胞和組織培養(yǎng)。 有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞拆合、染色體操作及基因轉(zhuǎn)移等

17、方面。通過細(xì)胞工程可以生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品或培養(yǎng)有價(jià)值的植株，并可以產(chǎn)生新的物種或品系。細(xì)胞工程定義宏觀工程 細(xì)胞工程是生物工程的一個(gè)重5-3 細(xì)胞培養(yǎng) 植物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)宏觀工程5-3 細(xì)胞培養(yǎng) 植物細(xì)胞培養(yǎng)宏觀工程植物細(xì)胞培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)懸浮式貼壁式混合式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)懸浮式動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)滾瓶機(jī)滾瓶機(jī)5-4 微觀細(xì)胞工程 細(xì)胞重組和拆合 細(xì)胞融合 干細(xì)胞工程 胚胎工程 人造細(xì)胞5-4 微觀細(xì)胞工程 細(xì)胞重組和拆合細(xì)胞重組與拆合1938，第一人：漢斯-施佩曼（蠑螈）1961，中國(guó)，童第周 （1989年鯉鯽核魚）克隆動(dòng)物細(xì)胞重組與拆合1938，第一人：漢斯-施佩曼（蠑

18、螈）細(xì)胞融合不同細(xì)胞融合在一起三種常見方法： 物理法、化學(xué)法、生物法與重組基因?qū)敕椒▽?duì)比細(xì)胞融合不同細(xì)胞融合在一起三種常見方法：細(xì)胞融合雜交瘤技術(shù)與單克隆抗體細(xì)胞融合雜交瘤技術(shù)與單克隆抗體單克隆抗體技術(shù)單克隆抗體技術(shù)干細(xì)胞工程干細(xì)胞的定義具有自我復(fù)制能力（self-renewing）的多潛能細(xì)胞。可分化成多種功能細(xì)胞。根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為：胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ES細(xì)胞）和成體干細(xì)胞（somatic stem cell）。干細(xì)胞（Stem Cell）是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬用細(xì)胞”。干細(xì)胞的分

19、辨難題, 2013年的諾獎(jiǎng)干細(xì)胞工程干細(xì)胞的定義iPS細(xì)胞 （一般指誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞induced pluripotent stem cells iPS：2006年日本京都大學(xué)Shinya Yamanaka細(xì)胞上率先報(bào)道。 把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉(zhuǎn)錄因子基因克隆入病毒載體，然后引入小鼠成纖維細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)其發(fā)生轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的iPS細(xì)胞在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細(xì)胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細(xì)胞相似。iPS細(xì)胞 （一般指誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞）小保方 晴子（Haruko Obokata），日本理化學(xué)研究所發(fā)育

20、與再生醫(yī)學(xué)綜合研究中心學(xué)術(shù)帶頭人。1983年6月29日生。弱酸性處理可產(chǎn)生STAP細(xì)胞 這場(chǎng)登上自然年度十大科學(xué)事件的學(xué)術(shù)鬧劇,以主角小保方晴子(Obotaka Haruko)的辭職（2014年12月19日），和STAP細(xì)胞的重現(xiàn)失敗告終。STAP細(xì)胞（萬能細(xì)胞）Stimulus-Triggered Acquisition of Pluripotency cells,小保方 晴子（Haruko Obokata），日本理化學(xué)研究細(xì)胞工程，李志勇，科學(xué)出版社，2010細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)，李志勇，高等教育出版社，2010細(xì)胞與分子免疫學(xué)基礎(chǔ),劉玉芬,東北林業(yè)大學(xué)出版社,2009植物細(xì)胞組織培養(yǎng),劉慶昌,中

21、國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2010細(xì)胞工程,龐俊蘭,高等教育出版社,2007干細(xì)胞 人類疾病治療的新希望,潘興華,云南科技出版社,2004組織學(xué)與胚胎學(xué),唐軍民,北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2008課外書籍資料細(xì)胞工程，李志勇，科學(xué)出版社，2010課外書籍資料單克隆抗體的制備揭開“人造生命”的面紗（TED公開課）細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)Gibco細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)視頻動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)課外視頻資料單克隆抗體的制備課外視頻資料本章重點(diǎn)細(xì)胞的生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞工程的定義及細(xì)胞工程著名歷史事件不同種細(xì)胞的特點(diǎn)（植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞、干細(xì)胞、胚胎細(xì)胞）細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程細(xì)胞融合與單克隆抗體本章重點(diǎn)細(xì)胞的生物學(xué)基礎(chǔ)第六章 發(fā)酵工程第六章 發(fā)酵工

22、程6-1 發(fā)酵工程概述6-2 工業(yè)微生物及其選育、保藏6-3 發(fā)酵工藝6-4 生物下游工程6-5 生化反應(yīng)工程主要內(nèi)容6-1 發(fā)酵工程概述6-2 工業(yè)微生物及其選育、保藏66-1 發(fā)酵工程概述 發(fā)酵工程的產(chǎn)生 發(fā)酵的定義及基本過程 發(fā)酵工程的產(chǎn)品類型6-1 發(fā)酵工程概述 發(fā)酵工程的產(chǎn)生發(fā)酵工程的產(chǎn)生與發(fā)展與生物工程發(fā)展的歷程相依相隨發(fā)酵工程的產(chǎn)生與發(fā)展與生物工程發(fā)展的歷程相依相隨發(fā)酵的定義酵母產(chǎn)生CO2厭氧條件下分解代謝有機(jī)物釋放能量利用微生物生命活動(dòng)獲得產(chǎn)品的過程現(xiàn)代：包括動(dòng)、植物細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)發(fā)酵的定義酵母產(chǎn)生CO2發(fā)酵的基本過程發(fā)酵的基本過程發(fā)酵產(chǎn)品的形式初級(jí)、次級(jí)代謝產(chǎn)物生物大分子（酶

23、、多糖）菌體利用微生物發(fā)酵進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)發(fā)酵產(chǎn)品的形式初級(jí)、次級(jí)代謝產(chǎn)物6-2 工業(yè)微生物 常見種類 菌種選育與保藏6-2 工業(yè)微生物 常見種類常見工業(yè)微生物種類細(xì)菌放線菌酵母菌霉菌常見工業(yè)微生物種類細(xì)菌細(xì)菌的形態(tài)（單細(xì)胞）球菌桿菌螺旋菌細(xì)菌的形態(tài)（單細(xì)胞）球菌細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖放線菌（Actinomycetes）細(xì)菌真菌單細(xì)胞多數(shù)腐生少數(shù)寄生中性或偏堿性土壤放線菌（Actinomycetes）細(xì)菌真菌單細(xì)胞多數(shù)腐生少放線菌對(duì)人類的主要貢獻(xiàn)產(chǎn)抗生素4000多種抗生素鏈霉素土霉素金霉素卡那霉素井崗霉素肺結(jié)核水稻紋枯病腸道感染角膜炎次級(jí)代謝產(chǎn)物初級(jí)代謝產(chǎn)物抗生素，色素，蛋白抑制劑，

24、免疫調(diào)節(jié)劑等乙醇，有機(jī)酸，氨基酸等放線菌對(duì)人類的主要貢獻(xiàn)產(chǎn)抗生素4000多種抗生素鏈霉素肺真核微生物真核微生物真菌顯微藻類原生動(dòng)物酵母菌絲狀真菌（霉菌）擔(dān)子菌真核微生物真核微生物真菌顯微藻類原生動(dòng)物酵母菌絲狀真菌（霉菌酵母菌 糖酵解 酒精 CO2 面包等 單細(xì)胞蛋白 脫蠟 菌體（核酸，維生素） 基因工程宿主菌直徑：2-5 m用途酵母菌 糖酵解 酒精直徑：用途濕潤(rùn)、較光滑，有一定的透明度，容易挑起， 菌落質(zhì)地均勻大多呈乳白色，少數(shù)紅色菌落比起細(xì)菌顯得較大而厚酵母菌的菌落特征濕潤(rùn)、較光滑，有一定的透明度，容易挑起，酵母菌的常見的酵母菌釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 啤

25、酒，果酒，酒精發(fā)酵，面包熱帶假絲酵母（Candida tropicalis) 單細(xì)胞蛋白異常漢遜氏酵母（Hansenula anomala) 乙酸乙酯巴斯德畢赤酵母（Pichia pastoris) 基因工程菌目前已知有1000多種酵母常見的酵母菌釀酒酵母（Saccharomyces cerev霉菌菌絲霉菌菌絲霉菌與其它菌比較與酵母菌比細(xì)胞壁： 含幾丁質(zhì)菌絲體 與放線菌比菌絲：基內(nèi)菌絲 氣生菌絲 分子孢子梗菌絲：大多是多細(xì)胞，有隔膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)霉菌與其它菌比較與酵母菌比與放線菌比四種典型的霉菌根霉毛霉曲霉青霉特征四種典型的霉菌根霉特征菌種的選育現(xiàn)代選育方式菌種的選育現(xiàn)代選育方式6-3 發(fā)酵工藝 種

26、子培養(yǎng) 發(fā)酵過程形式 發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化 發(fā)酵過程控制6-3 發(fā)酵工藝 種子培養(yǎng)發(fā)酵的基本過程發(fā)酵的基本過程發(fā)酵過程形式批式發(fā)酵補(bǔ)料發(fā)酵帶放（半連續(xù)發(fā)酵）連續(xù)發(fā)酵多級(jí)連續(xù)發(fā)酵發(fā)酵-分離耦合發(fā)酵過程形式批式發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵是指以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時(shí)以相同速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定的發(fā)酵過程。優(yōu)點(diǎn) 可提高設(shè)備利用率和產(chǎn)量； 發(fā)酵中各參數(shù)趨于恒值，便于自動(dòng)控制； 易于分期控制。可以在不同的罐中控制不同的條件。缺點(diǎn) 對(duì)設(shè)備的合理性和加料設(shè)備的精確性要求甚高； 營(yíng)養(yǎng)成分的利用較分批發(fā)酵差，產(chǎn)物濃度比分批發(fā)酵低； 雜菌污染的機(jī)會(huì)較多，菌種易因變異而發(fā)生退化。連續(xù)發(fā)酵連

27、續(xù)發(fā)酵是指以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同培養(yǎng)基優(yōu)化碳源、氮源、微量元素、誘導(dǎo)因子等發(fā)酵過程控制溫度pH通氣攪拌培養(yǎng)基優(yōu)化碳源、氮源、微量元素、誘導(dǎo)因子等發(fā)酵過程控制溫度6-4 生物下游工程 預(yù)處理與固液分離 初步純化（提取） 高度純化（精制） 成品化及廢液處理6-4 生物下游工程 預(yù)處理與固液分離生物下游一般過程生物下游一般過程6-5 生化反應(yīng)器 生化反應(yīng)器類型 通用式發(fā)酵罐 氣升式發(fā)酵罐 其他生物反應(yīng)器形式6-5 生化反應(yīng)器 生化反應(yīng)器類型生化反應(yīng)器類型酶反應(yīng)器：?jiǎn)蜗嗍健⒍嘞嗍桨l(fā)酵反應(yīng)器器：液態(tài)、固態(tài)生化反應(yīng)器類型酶反應(yīng)器：?jiǎn)蜗嗍健⒍嘞嗍酵ㄓ檬桨l(fā)酵罐通氣攪拌：傳質(zhì) 傳熱通用式發(fā)酵罐

28、通氣氣升式發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，液體中的煎切作用小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在同樣的能耗下，其氧傳遞能力比機(jī)械攪拌式通氣發(fā)酵罐要高得多。氣升式發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，液體中的煎切作用小，固態(tài)發(fā)酵罐固態(tài)發(fā)酵罐微生物與發(fā)酵基礎(chǔ)教程，宋超先，天津大學(xué)出版社，2007發(fā)酵工藝，孫俊良，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008生物反應(yīng)工程原理，賈士儒，科學(xué)出版社，2008微生物工程工藝原理，姚汝華，華南理工大學(xué)出版社1996生化工程，倫世儀，中國(guó)輕工業(yè)出版社，1993生化反應(yīng)工程，山根恒夫，西北大學(xué)出版社，1992發(fā)酵工藝學(xué)原理，（英）PF斯坦伯里，中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，1992課外書籍資料微生物與發(fā)酵基礎(chǔ)教程，

29、宋超先，天津大學(xué)出版社，2007課外書傳統(tǒng)白酒固態(tài)發(fā)酵家庭啤酒釀造輕院啤酒釀造視頻精工啤酒與手工釀造家庭自釀葡萄酒課外視頻資料傳統(tǒng)白酒固態(tài)發(fā)酵課外視頻資料本章重點(diǎn)近代發(fā)酵工程確立的標(biāo)志事件發(fā)酵的基本過程及發(fā)酵產(chǎn)品形式常見工業(yè)微生物菌種選育基本過程及保藏技術(shù)通用式發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)及具體用途生物下游工程基本情況本章重點(diǎn)近代發(fā)酵工程確立的標(biāo)志事件第7章 生物工程發(fā)展中的安全問題第7章 生物工程發(fā)展中的安全問題8-1 基因工程技術(shù)的潛在威脅 生態(tài)環(huán)境及生物多樣性 人體健康8-1 基因工程技術(shù)的潛在威脅 生態(tài)環(huán)境及生物多樣性轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性外源基因的導(dǎo)入，可能引起體內(nèi)一系列未知的結(jié)構(gòu)和功能的變化，且這些影響

30、會(huì)遺傳給下一代。外源基因引入是否會(huì)影響重要調(diào)節(jié)基因，如原癌基因？是否會(huì)有難以消滅的新病原生物出現(xiàn)？是否會(huì)造成生態(tài)學(xué)災(zāi)難？攝食后是否會(huì)直接影響人類健康或人類后代的健康？轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性8-2 轉(zhuǎn)基因的安全性討論 轉(zhuǎn)基因作物及食品類型 轉(zhuǎn)基因作物及食品的安全性評(píng)價(jià) 轉(zhuǎn)基因作物及食品的安全性爭(zhēng)論8-2 轉(zhuǎn)基因的安全性討論 轉(zhuǎn)基因作物及食品類型轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)基因作物蛋白質(zhì)工程相關(guān)蛋白質(zhì)工程相關(guān)蛋白質(zhì)工程相關(guān)蛋白質(zhì)工程相關(guān)8-3 轉(zhuǎn)基因作物與食品的安全管理 國(guó)際現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 何去何從8-3 轉(zhuǎn)基因作物與食品的安全管理 國(guó)際現(xiàn)狀8-4 生物武器 生物武器的歷史 生物武器的特點(diǎn) 基因改造 生物武器的威脅及

31、防范8-4 生物武器 生物武器的歷史生物武器的歷史BC1325年，赫梯人攻打腓尼基人，兔熱病BC430年，古希臘和斯巴達(dá)，鼠疫終結(jié)雅典1346年，韃靼人包圍Kaffa城，黑死病17世紀(jì)，英國(guó)攻打印第安，天花1859年，法國(guó)攻打阿爾及利亞，霍亂一戰(zhàn)時(shí)期，德國(guó)首先研制和使用生物武器二戰(zhàn)時(shí)期，日本大規(guī)模研制，731生物武器的歷史BC1325年，赫梯人攻打腓尼基人，兔熱病生物武器的歷史第一階段為初始階段，德國(guó)。僅限于少數(shù)幾種，如炭疽桿菌、馬鼻疽桿菌等，施放方式主要有特工人員人工投放，污染范圍很小。第二階段自本世紀(jì)30年代開始至70年代末，德、日、英、美。戰(zhàn)劑細(xì)菌種類增多，后期病毒戰(zhàn)劑。施放方法媒介昆蟲

32、為主，后期應(yīng)用氣溶液。運(yùn)載工具主要是飛機(jī)，污染面積顯著增大。生物武器的歷史第一階段為初始階段，德國(guó)。僅限于少數(shù)幾種，如炭生物戰(zhàn)劑主要類型病毒類：天花、馬腦炎、熱病毒細(xì)菌類：炭疽、霍亂、鼠疫立克次氏體：斑疹傷寒、戰(zhàn)壕熱衣原體：鳥疫衣原體真菌類：球孢子菌、組織孔孢漿菌毒素類：葡萄球腸毒素、肉毒素生物戰(zhàn)劑主要類型病毒類：天花、馬腦炎、熱病毒生物武器特點(diǎn)致病性強(qiáng)污染面積大感染途徑多成本低，使用方便危害時(shí)間長(zhǎng)防不勝防生物武器特點(diǎn)致病性強(qiáng)致死性及失能性生物戰(zhàn)劑布氏桿菌屬引起母畜傳染性流產(chǎn)，人可感染！。傷害人員的生物戰(zhàn)劑按其引起疾病的傷害程度可分為兩類：（1）致死性生物戰(zhàn)劑，可使人員患嚴(yán)重疾病，死亡率大于1

33、0%，如黃熱疾病的病毒、鼠疫桿菌等；O-157病毒、埃博拉病毒（2）失能性生物戰(zhàn)劑，主要使人員暫時(shí)喪失戰(zhàn)斗力，死亡率較低，如委瑞拉馬腦炎病毒、布氏桿菌（Brucella）等。致死性及失能性生物戰(zhàn)劑布氏桿菌屬引起母畜傳染性流產(chǎn)，人可感染基因武器基因武器（genetic weapon），也稱遺傳工程武器或DNA武器。它運(yùn)用先進(jìn)的遺傳工程這一新技術(shù)，用類似工程設(shè)計(jì)的辦法，按人們的需要通過基因重組，在一些致病細(xì)菌或病毒中接入能對(duì)抗普通疫苗或藥物的基因，或者在一些本來不會(huì)致病的微生物體內(nèi)接入致病基因而制造成生物武器，尤其合成生物學(xué)的發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)人工設(shè)計(jì)與合成自然界并不存在的生物或病毒等。基因武器基因武器（genetic weapon），也稱遺傳工第九章 生物工程發(fā)展中的倫理問題第九章 生物工程發(fā)展中的倫理問題9-1 克隆人的倫理禁忌 克隆羊引發(fā)的社會(huì)沖擊 克隆技術(shù)目前存在