一、生物技术总论1、生物技术定义：生物技术（biotechnology），也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。

2、范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程3、简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系。

现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而加快发展起来的。

两者的差别：传统生物技术的研究水平是细胞或组织水平，现代生物技术的研究水平是在分子水平。

两者的关系：现代生物技术的研究是以传统生物技术为基础。

现代生物技术的研究能够促进传统生物技术研究。

4、“六高”特征：高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能。

二、基因工程1、基因工程：按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，有目的地改造生物特性，在较短时间内使现有物种的性能得到改善，创造出符合人们需求的新生物类型，或者利用这种技术对人类疾病进行基因治疗。

2、基因工程研究的理论依据：（1）不同基因具有相同的物质基础；（2）基因是可以切割的；（3）基因是可以转移的；（4）多肽与基因之间存在对应关系；（5）遗传密码是通用的；（6）基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。

3、基因工程操作步骤p17①获取目的基因；②构建基因的表达载体；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定.4、PCR概念：PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。

它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA，RNA的地方。

PCR又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。

5、目的基因导入受体细胞的常用方法：①化合物诱导转化法；②农杆菌转化法；③电穿孔转化法；④花粉管通道法；⑤基因枪法；⑥超声波处理转化法；⑦脂质体介导转化法；⑧体内注射转化法；⑨精子介导法；⑩病毒（噬菌体）颗粒转导法等6、基因文库定义：把某种生物基因组的全部遗传物质信息通过克隆载体储存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即这种生物的基因组文库。

7、克隆载体定义：把能够承载外源基因，并将其带入受体细胞得以稳定维持的DNA分子。

分类：质粒载体、病毒克隆载体、人工染色体载体、基因表达载体。

8、人类基因组计划概论人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。

美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。

按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。

换句话说，就是要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。

人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。

被誉为生命科学的“登月计划”。

人类基因组计划（英语：Human Genome Project, HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。

其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。

基因组计划是人类为了探索自身的奥秘所迈出的重要一步，是继曼哈顿计划和阿波罗登月计划之后，人类科学史上的又一个伟大工程。

截止到2005年，人类基因组计划的测序工作已经完成。

其中，2001年人类基因组工作草图的发表（由公共基金资助的国际人类基因组计划和私人企业塞雷拉基因组公司各自独立完成，并分别公开发表）被认为是人类基因组计划成功的里程碑。

三、细胞工程1、克隆羊的主要内容：（1）取绵阳A的乳腺细胞核；（2）将绵羊B卵中的细胞核去除，植入绵羊A乳腺细胞核，电激融合；（3）异核卵在体外进行早期胚胎发育；（4）胚胎植入绵羊C子宫中发育；（5）绵羊C产下遗传性状与绵羊A完全相同的“多莉”羊。

2、单克隆抗体：由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。

3、外植体：能被诱发产生无性增殖系的器官或组织切段，如一个芽，一节茎。

4、干细胞研究“三步曲”：（1）获得干细胞系;（2）建立干细胞诱导分化模型;（3）将上述干细胞或干细胞培育体系植入动物或人的相应器官或组织，考察其效果。

干细胞治疗的优点：①低毒性（或无毒性），一次治疗有效；②不需要完全了解疾病发病的确切机理；③用自身干细胞移植，可避免产生免疫排斥反应。

5、动物细胞培养需要满足以下条件：(1)充足的营养供给——微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。

(2)适宜的温度：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。

(3)无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。

通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。

此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。

(4)气体环境：95%空气+5%CO2。

O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH6、体外培养：将活体结构成分（如活体组织、活体细胞、活体器官等）甚至活的个体从体内或其寄生体内取出，置于类似于体内生存环境的体外环境中生长和发育的方法。

7、细胞融合：两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分子重排，导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程。

步骤：①制备原生质体；②诱导原生质体融合：病毒诱导融合；化学诱导融合；电激诱导融合；③筛选杂合细胞。

8、核移植：将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖即可被激活、分裂并发育成新个体，使得核供体的基因得到完全复制。

以供体核的来源不同可分为胚细胞核移植与体细胞核移植两种。

细胞核的制备：显微操作法；细胞松弛素B处理法四、发酵工程1、发酵工程定义：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。

2、分批发酵：又称为分批培养，是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

也指在发酵过程中，除了不断进行通气（好氧发酵）和为调节发酵液的 pH 而加入酸碱溶液外，与外界没有其它物料交换的一种发酵方式。

培养基的量一次性加入，产品一次性收获，是目前广泛采用的一种发酵方式。

优点：①对温度的要求低，工艺操作简单；②比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；③对营养物的利用效率较高，产物浓度也比连续发酵要高。

缺点：①人力、物力、动力消耗较大，每批发酵都要经菌种扩大发酵、设备冲洗、灭菌等阶段；②生产周期较短，发酵菌体不能达到最佳状态；③生产效率低。

3、工业发酵的一般过程： ①菌种制备：斜面活化，使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。

活化后的菌种再进行扩大，将其接人摇瓶（茄子瓶等）中进行培养。

②种子培养：摇瓶种子进一步扩大，接入种子罐进行培养。

种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分，目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。

种子罐种子培养好以后可适时进行大罐（通风曲室）接种。

③原料处理：发酵原料来源丰富，成分粗放，状态不一，通常不能直接为微生物所利用，因而要进行预处理，才能作为微生物发酵用的培养基的成分。

发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后，再加上其他有关物质配制成发酵培养基。

④接种培养：发酵培养基配制好以后，进行灭菌。

待其冷却后，适时进行接种。

接种要保证在无菌条件下进行，以防污染。

无菌接种是发酵成败的关键。

⑤发酵控制：菌种接好后，提供必要的生长条件，菌体开始生长繁殖，进行新陈代谢，发酵累积代谢产物。

必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH 指标、营养成分补充和泡沫消除等。

⑥提取精制：发酵过程一旦完成，及时进行产品提取。

根据不同的产品，采取不同的方法进行分离纯化，以求获得最高的产量和最好的质量。

提取的方法一般有物理法（如过滤、离心、干燥等）、化学法（吸附、蒸馏、层析、离子交换等）和生物法等。

五、酶工程1、固定化酶技术：酶分子通过吸附、交联、包埋、共价键等方法束缚于特定的支持物上而发挥作用。

被限制在一定的空间但仍具有催化活性的酶叫固定化酶。

2、固定化酶的活力：每（毫克）干重固定化酶每分钟转化底物(或生成产物)的量，μmol ·min -1·mg -1 单位面积（cm 2）的反应初速度表示，μmol ·min-1·cm -2（酶膜、酶管、酶板） 操作半衰期：衡量稳定性的指标；连续测活条件下固定化酶活力下降为最初活力一半所需要的时间（t 1/2）：t 1/2 ＝ 0.693 / KD 六、蛋白质工程（选择题）概况、进展蛋白质工程：以蛋白质结构和功能为基础，通过化学和物理手段，对目标基因按预期射出机进行修饰和改造，合成新的蛋白质；对现有蛋白质加以定向改造、设计和构建，最终生产出比自然存在的蛋白质更优良、更符合人类需求的功能蛋白质。

蛋白质工程的基本任务：①研究蛋白质分子结构规律与生物学功能的关系；②对现有的蛋白质加以修饰改造、设计与剪切、或设计全新的蛋白质；③构建生物学功能比天然蛋白质更加优良的新型蛋白质。

蛋白质全新设计的方法：模板组装合成法，序列最简化法。

（目标：功能设计，结构设计）七、生物技术与农业单细胞蛋自(SCP) ：亦称微生物蛋白或菌体蛋白，主要是指酵母、细菌、真茵和某些低等藻类等微生物，在其生长过程中利用各种基质在适宜各件下培养单细胞或丝状微生物的个体而获得的菌体蛋白。

优点：1.营养价值高；2.原料来源广泛；3.培育时间短；4.收率高；5.不受季节和气候等条件影响100⨯固定化酶总活力活力回收率＝％加入酶的总活力100⨯固定化酶总活力相对活力＝％加入酶的总活力-上清液中未结合酶活力八、生物技术与食品1、甜味剂：主要甜味剂：甜菜糖、蔗糖、阿斯巴甜。

目前已知最甜的化合物：索马甜（蛋白质）2、生物传感器：是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。

3、生物芯片概念：将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA或其他样品分子（例如蛋白，因子或小分子）进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。

九、生物技术与人类健康疫苗概念：是指为了预防、控制传染病的发生、流行，用于人体预防接种的疫苗类预防性生物制品。