生物技術(shù)概論內(nèi)容概述

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 生物技術(shù)總論一、概念1、生物技術(shù)：也稱生物工程，是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)、結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料，為人們生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的一門新興的、綜合性的學(xué)科。2、傳統(tǒng)生物技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù) 傳統(tǒng)生物技術(shù)主要是通過微生物的初級(jí)發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)商品，包括醬、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的傳統(tǒng)工藝；現(xiàn)代生物技術(shù)是指在20世紀(jì)中葉后隨著一些生物學(xué)領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)，以及隨后產(chǎn)生的新手段和新技術(shù)，從而形成以現(xiàn)代生物科學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，以基因工程為核心的新興學(xué)科?，F(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展是以1953年DNA

2、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立為基礎(chǔ)，以70年代DNA重組技術(shù)的建立為標(biāo)志。二、生物技術(shù)的重要性 1）首先生物技術(shù)是解決全球性經(jīng)濟(jì)問題的關(guān)鍵技術(shù)，在迎接人口、資源、能源、食物和環(huán)境等五大危機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，可以解決人類所面臨的諸如食品短缺問題、健康問題、環(huán)境問題、及資源問題； 2）其次，生物技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁、輕工、食品、化工和能源等領(lǐng)域，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造和新興產(chǎn)業(yè)的形成，對(duì)人類生活產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。3）此外生物技術(shù)還與與倫理、道德、法律等社會(huì)問題都有著密切的關(guān)系，對(duì)國(guó)計(jì)民生產(chǎn)生重大的影響。4）綜述：生物技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，也是具有巨大經(jīng)濟(jì)效益的潛在生產(chǎn)力。將是21世紀(jì)高技術(shù)革命的核心內(nèi)

3、容，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。三、生物技術(shù)的特征生物技術(shù)與其他高新技術(shù)一樣所具有的“六高”的基本特征：即高效益，可帶來(lái)高額利潤(rùn)；高智力，具有創(chuàng)造性和突破性；高投入，前期研究及開發(fā)需要大量的資金投入；高競(jìng)爭(zhēng)，時(shí)效性的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈；高風(fēng)險(xiǎn)；高勢(shì)能，對(duì)國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)發(fā)展有很大的影響，具有很強(qiáng)的滲透性和擴(kuò)散性，有著很高的態(tài)勢(shì)和潛在的能量。四、生物技術(shù)的種類1、時(shí)間上劃分：可分為傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)2、根據(jù)生物技術(shù)操作對(duì)象及操作技術(shù)的不同，可分為基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、生化工程等。五、生物技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響（主要記粗字體）1、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、解決

4、食品短缺1）提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)培育抗逆的作物優(yōu)良品系植物種苗的工廠化生產(chǎn)提高糧食品質(zhì)生物固氮，減少化肥使用量 2) 發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)動(dòng)物的大量快速無(wú)性繁殖培養(yǎng)動(dòng)物的優(yōu)良品系2、提高生命質(zhì)量，延長(zhǎng)人類壽命1）開發(fā)制造奇特而貴重的新型藥品2）疾病的預(yù)防和診斷3）基因治療4）人類基因組計(jì)（HGP）3、解決能源危機(jī)、治理環(huán)境污染1）解決能源危機(jī)2）環(huán)境保護(hù)4、制造工業(yè)原料、生產(chǎn)貴重金屬1）制造工業(yè)原料2）生產(chǎn)貴重金屬第二章 基因工程一、概念1、基因工程的定義：按照人為的愿望，進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)移等技術(shù)，有目的地改造生物種性，使現(xiàn)有物種在較短的時(shí)間內(nèi)趨于完善，從而創(chuàng)造出新的生物類型

5、。 2、基因克隆載體：外源基因必須先同某種傳遞者結(jié)合后才能進(jìn)入細(xì)菌和動(dòng)植物受體細(xì)胞，把這種能承載外源DNA片斷（基因）帶入受體細(xì)胞的傳遞者稱之為基因克隆載體。3、目的基因和結(jié)構(gòu)基因目的基因的：基因工程的主要目的是通過優(yōu)良性狀相關(guān)基因的重組，獲得具有高度應(yīng)用價(jià)值的新物質(zhì)（品系），為此必須從現(xiàn)有生物群體中，根據(jù)需要分離出可用于克隆的相關(guān)基因，這樣的基因通常稱之為目的基因，目的基因主要是結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因：作為一個(gè)能轉(zhuǎn)錄和翻譯的結(jié)構(gòu)基因必須包括轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子、基因編碼區(qū)和轉(zhuǎn)錄終止子三部分。4、受體細(xì)胞和感受態(tài)細(xì)胞受體細(xì)胞：從實(shí)驗(yàn)技術(shù)上講是能攝取外源DNA（基因）并能使其穩(wěn)定維持的細(xì)胞；從實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳现v是有

6、應(yīng)用價(jià)值和理論研究?jī)r(jià)值的細(xì)胞；感受態(tài)細(xì)胞：是指處于易于攝取外源DNA片段生理狀態(tài)的細(xì)胞。5、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)化：攜帶基因的外源DNA分子通過與膜結(jié)合進(jìn)入受體細(xì)胞，并在其中穩(wěn)定維持和表達(dá)的過程；轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過噬菌體（病毒）顆粒感染，從而把外源的DNA分子導(dǎo)入被感染的受體細(xì)胞的方法。二、基因工程的理論基礎(chǔ)1）DNA是遺傳物質(zhì)：核酸的組成和分類（DNA和RNA）2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu):1953年James D. Watson和Francis H. C. Crick揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制。3）中心法則和遺傳密碼:1957年Crick又提出了遺傳信息傳遞的“中心法則”,1964年Marsha

7、ll Nirenberg和Gobind Khorana等終于破譯了64個(gè)遺傳密碼；三、基因工程的特征1、跨物種性：外源基因到另一種不同的生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行繁殖；2、無(wú)性擴(kuò)增：外源DNA在寄主細(xì)胞內(nèi)可大量擴(kuò)增，和高水平表達(dá)；四、基因工程的主要操作內(nèi)容1、目的基因的獲?。簭膹?fù)雜的生物基因組中，經(jīng)過酶切消化或PCR擴(kuò)增等步驟，分離出帶有目的基因的DNA片斷；2、重組體的制備：將目的基因的DNA片斷插入到能自我復(fù)制并帶有選擇性標(biāo)記（抗菌素抗性）的載體分子上。3、重組體的轉(zhuǎn)化：將重組體（載體）轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中。4、克隆鑒定：挑選轉(zhuǎn)化成功的細(xì)胞克隆（含有目的基因）。5、目的基因表達(dá)：使導(dǎo)入寄主細(xì)胞的目的基

8、因表達(dá)出我們所需要的基因產(chǎn)物。五、基因工程的安全性1、對(duì)環(huán)境的影響：重新組合一種在自然見尚未發(fā)現(xiàn)的的生物性狀有可能給現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不良影響。 2、新型病毒的出現(xiàn)：制造帶有抗生素抗性基因或有產(chǎn)生病毒能力的基因的新型微生物有可能在人類或其它生物體內(nèi)傳播。 3、癌癥擴(kuò)散：將腫瘤病毒或其它動(dòng)物病毒的DNA引入細(xì)菌有可能擴(kuò)大癌癥的發(fā)生范圍。4、人造生物擴(kuò)散：新組成的重組DNA生物體的意外擴(kuò)散可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的潛在危險(xiǎn)。六、基因工程的應(yīng)用1、基因工程在植物上的應(yīng)用1）提高植物的光合作用效率A.提高CO2的固定率：改變與光合作用有關(guān)的酶的結(jié)構(gòu)和組成（如二磷酸核酮糖羧化酶）。B.提高光能吸收率和轉(zhuǎn)化率：

9、改變光能交換系統(tǒng)的分子的基因結(jié)構(gòu)。2）提高豆科植物的固氮效率：使非固氮植物轉(zhuǎn)變?yōu)楣痰参锘蚰芘c根瘤菌共生固氮。3）轉(zhuǎn)基因植物：是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的主要內(nèi)容，是將克隆到的特殊基因?qū)胧荏w植物，使之增加一些優(yōu)質(zhì)性狀（高產(chǎn)、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、抗蟲、抗病等）。2、基因工程在醫(yī)藥上的應(yīng)用1) 用轉(zhuǎn)基因植物或動(dòng)物生產(chǎn)藥物2) 用微生物生產(chǎn)藥物大腸桿菌或酵母菌生產(chǎn)激素（如胰島素）、干擾素等 3) 技術(shù)設(shè)計(jì)高效高特異性的生物制劑應(yīng)用定點(diǎn)突變技術(shù)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)或酶的結(jié)構(gòu)，制造出高效高特異性的生物制劑4) 研制疫苗：制造新型疫苗（如HIV、乙肝、丙肝、霍亂、痢疾、SARS）5) 基因治療6）法醫(yī)鑒定7）基因治療（仍在探索階段）

10、：將正常的外源基因?qū)氚屑?xì)胞中以彌補(bǔ)靶細(xì)胞所缺失或突變的基因或抑制異?；虻谋磉_(dá)。例如基因病、腫瘤、心血管病、糖尿病等。3、基因工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1) 檢測(cè)水污染:用重組細(xì)菌或轉(zhuǎn)基因魚等檢測(cè)水污染;2) 生物降解:用帶有重組質(zhì)粒的“超級(jí)菌”分解油（烷烴類）、有機(jī)農(nóng)藥污染。4. 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物將外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞，并在基因組內(nèi)穩(wěn)定整合，遺傳給后代。使動(dòng)物成為生物反應(yīng)器生產(chǎn)有用的活性蛋白等。七、基因工程操作的主要技術(shù)原理（了解）電泳技術(shù)、分子雜交技術(shù)、PCR技術(shù)、DNA測(cè)序技術(shù)、RNAi技術(shù)八、基因工程工具酶的種類及作用（把握，酶的作用自行百度）限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶、核酸酶、

11、核酸修飾酶九、基因克隆載體1、定義：外源基因必須先同某種傳遞者結(jié)合后才能進(jìn)入細(xì)菌和動(dòng)植物受體細(xì)胞，把這種能承載外源DNA片斷（基因）帶入受體細(xì)胞的傳遞者稱之為基因克隆載體。2、基因克隆載體的功能:運(yùn)送外源基因高效轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞；為外源基因提供復(fù)制能力或整合能力；為外源基因的擴(kuò)增或表達(dá)提供必要的條件3、作為基因克隆載體應(yīng)當(dāng)具備的條件：必須含有復(fù)制單元，以使得目的片斷能再宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制；必須含有標(biāo)記基因；標(biāo)記基因的內(nèi)部必須有合適的切割位點(diǎn)，使得外源基因插入到標(biāo)記基因內(nèi)使標(biāo)記基因失活，從而能鑒定出重組的DNA分子；對(duì)于表達(dá)載體來(lái)說(shuō)，載體應(yīng)該包括合適的控制單元，如啟動(dòng)子、終止子和核糖體結(jié)合位點(diǎn)。4、基因

12、克隆載體的種類:質(zhì)粒克隆載體、噬菌體和病毒克隆載體、（噬菌體和質(zhì)粒）復(fù)合型克隆載體、酵母人工染色體、細(xì)菌人工染色體載體、哺乳類人工染色體十、目的基因的獲得（基因克?。?、目的基因和結(jié)構(gòu)基因的定義2、結(jié)構(gòu)基因的組成3、原核生物和真核生物結(jié)構(gòu)基因的組成（了解）4、目的基因的分離方法(了解)十一、基因的體外重組與轉(zhuǎn)化、重組體的選擇與鑒定1、基本概念：受體細(xì)胞、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等2、植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)：植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將人工分離或修飾過的功能基因?qū)酥参锏幕蚪M中，從而引起植物體性狀的可遺傳改變。1) 植物的再生（基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng)建立）：所謂植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)是指用于轉(zhuǎn)化的外植體通過組織培養(yǎng)途徑或其他非組織

13、培養(yǎng)途徑，能高效、穩(wěn)定再生無(wú)性系，并能接受外源DNA整合對(duì)轉(zhuǎn)化選擇抗生素敏感的再生系統(tǒng)。2）植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的條件高效穩(wěn)定的再生能力較高的遺傳穩(wěn)定性具有穩(wěn)定的外植體來(lái)源 對(duì)選擇性抗生素敏感對(duì)農(nóng)桿菌侵染有敏感性3）植物基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)：Ti質(zhì)粒載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化系統(tǒng) 4）轉(zhuǎn)化方法：葉盤轉(zhuǎn)化法 3、植物基因工程應(yīng)用1）抗植物蟲害基因及其應(yīng)用 2）抗植物真菌病害基因及其應(yīng)用 3）抗非生物脅迫基因及應(yīng)用 4）提高作物產(chǎn)量改良作物品質(zhì) 的基因及其應(yīng)用 第三章 細(xì)胞工程一、細(xì)胞工程的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技術(shù)1、基本知識(shí)：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞2、基本理論：細(xì)胞全能性 3、基本技術(shù)：無(wú)菌操作技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和細(xì)胞融合技

14、術(shù)二、細(xì)胞工程的重要應(yīng)用Ø快繁Ø優(yōu)質(zhì)植物快速培育與繁殖； Ø動(dòng)物胚胎工程快速繁殖優(yōu)良、瀕危品種；Ø利用動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)活性產(chǎn)物、藥品； Ø新型動(dòng)植物品種的培育；Ø供醫(yī)學(xué)器官修復(fù)或者移植的組織工程；Ø轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的生物工程反應(yīng)器； Ø在遺傳學(xué)、發(fā)育學(xué)等領(lǐng)域的理論研究； Ø在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用。三、植物細(xì)胞工程1、概念：細(xì)胞的全能性: 生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能的特性植物組織培養(yǎng)：在無(wú)菌和人為控制外因（營(yíng)養(yǎng)成分、光照、溫度、濕度等）條件下，培養(yǎng)、研究植物組織器官，甚至進(jìn)而從中分化、發(fā)育

15、出整體植株的技術(shù)。外植體：即能誘發(fā)產(chǎn)生無(wú)性增殖系的器官或組織切段。胚狀體：指的是在組織培養(yǎng)中分化產(chǎn)生的具有芽端和根端類似合子胚的構(gòu)造。愈傷組織：泛指經(jīng)細(xì)胞與組織產(chǎn)生的可傳代的末分化細(xì)胞團(tuán)分化和去分化：2、植物組織培養(yǎng)的過程1）預(yù)備階段：Ø選擇合適的外植體及其消毒處理Ø配置適宜的培養(yǎng)基含量豐富的基本成分，如糖類、氮、磷、鉀、鎂等；微量無(wú)機(jī)物，如鐵、錳、硼酸等；微量有機(jī)物，如激動(dòng)素、吲哚乙酸、肌醇等。2）誘導(dǎo)去分化階段：組織培養(yǎng)的第一步就是讓這些器官切段去分化，使細(xì)胞重新處于旺盛有絲分裂的分生狀態(tài)。3）繼代增殖階段4）生根成芽階段5）移栽成活階段3、植物組織培養(yǎng)的類型依據(jù)培養(yǎng)基

16、分 細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的固體培養(yǎng) 依據(jù)外植體材料分類 器官(組織)培養(yǎng) 細(xì)胞培養(yǎng)依據(jù)培養(yǎng)途徑分類： 愈傷組織發(fā)生 體細(xì)胞胚胎發(fā)生 1）愈傷組織培養(yǎng)：由植物各種器官的外植體增殖而形成的一種無(wú)特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞團(tuán),然后再誘導(dǎo)其生根、成芽，長(zhǎng)成完整的植株的培養(yǎng)方法，愈傷組織的形成包括啟動(dòng)、分裂和形成三個(gè)時(shí)期。2）細(xì)胞懸浮培養(yǎng)3）器官培養(yǎng)4）單倍體培養(yǎng)（重點(diǎn)把握）定義：?jiǎn)伪扼w是指細(xì)胞中僅含有一組染色體的個(gè)體。單倍體植株的誘發(fā)途徑：Ø天然誘發(fā)途徑（孤雌繁殖、孤雄繁殖、無(wú)融合生殖等）Ø人工誘導(dǎo)（花藥培養(yǎng)、花粉培養(yǎng)、未授粉子房或胚珠培養(yǎng)、雜交法獲得單倍體植株）。單倍體植株培養(yǎng)的目的：?jiǎn)?/p>

17、倍體植株僅含有一組染色體，不存在基因之間的顯隱性關(guān)系，通過染色體加倍，可以創(chuàng)造純合的二倍體植株，作為雜交的親本材料，獲得較高的雜種優(yōu)勢(shì)等4、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用1)初級(jí)及次級(jí)代謝物的生產(chǎn)；2)生物轉(zhuǎn)化（利用植物培養(yǎng)細(xì)胞為酶源使某種前體化合物生成相應(yīng)產(chǎn)物的技術(shù)稱之為生物轉(zhuǎn)化。如毛地黃細(xì)胞培養(yǎng)物可使毛地黃毒素轉(zhuǎn)化為甲基地高辛）；3)天然植物食用色素的生產(chǎn)4)快速繁殖，人工種子5)無(wú)病毒植物的培育6)轉(zhuǎn)基因植物的培育 7）人工種子的研制定義：即人為制造的種子，它是一種含有植物胚狀體或芽、營(yíng)養(yǎng)成分、激素以及其他成分的人工膠囊。構(gòu)成：由人工種皮、胚狀體和人工胚乳三部分構(gòu)成。人工種子的特點(diǎn)：（重點(diǎn)）

18、6;不受環(huán)境因素的制約，一年四季可以進(jìn)行工廠化生產(chǎn)；Ø由于胚狀體是經(jīng)人工無(wú)性繁育產(chǎn)生，有利于保持該種系的優(yōu)良性狀；Ø與試管苗相比，成本更低，更適合機(jī)械化田間播種；Ø可根據(jù)需要在人工胚乳中添加適量的營(yíng)養(yǎng)物、激素、農(nóng)藥、抗生素、除草劑等，以利于胚狀體的健康生長(zhǎng)。人工種子的制備流程：胚狀體的制備及其同步化生長(zhǎng)：可采用低溫法、抑制劑法（DNA合成抑制劑）、分離法和通氣法等進(jìn)行誘導(dǎo)和篩選；人工胚乳的制備：人工胚乳的營(yíng)養(yǎng)需求因種而異，但與細(xì)胞、組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基大體相仿，同時(shí)可根據(jù)需要在培養(yǎng)基中添加適量的激素、抗生素、農(nóng)藥、除草劑等；人工種皮的制備：主要采用包埋劑褐藻酸鈉進(jìn)行包

19、埋，經(jīng)氯化鈣滴定、絡(luò)合作用后形成具有一定剛性的人工種皮。人工種子的貯存與萌發(fā)：貯存：一般要將人工種子保存在低溫（47°C），干燥（<67相對(duì)濕度）條件下（相對(duì)成本較高）；萌發(fā)：在自然條件下，人工種子貯存時(shí)間較短，萌發(fā)率較低；在人為控制的條件下，萌發(fā)率相對(duì)較高。4、 植物體細(xì)胞雜交1）定義：用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法2）優(yōu)勢(shì)（與有性雜交方法比較）：打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍3）體細(xì)胞雜交過程.原生質(zhì)體的制備定義：植物細(xì)胞原生質(zhì)體是指那些已去除全部細(xì)胞壁的細(xì)胞。這部分細(xì)胞僅由細(xì)胞膜包裹，

20、呈圓形，要在高滲液中才能維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定，原生質(zhì)球（球狀體）：指在酶解過程中殘存少量細(xì)胞壁的原生質(zhì)體。原生質(zhì)體和原生質(zhì)球都是進(jìn)行原生質(zhì)體融合的好材料。取材與除菌：常用的外植體包括：種子胚、子葉、下胚軸、胚細(xì)胞、花粉母細(xì)胞、懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和嫩葉。酶解：反應(yīng)液轉(zhuǎn)綠是酶解成功的一項(xiàng)重要指標(biāo)。分離：除去反應(yīng)液中一些殘留的組織塊和破碎的細(xì)胞，可通過不銹鋼網(wǎng)或尼龍布過濾，也可以采用低速離心法或比重漂浮法直接獲取原生質(zhì)體。洗滌：用新的滲透壓穩(wěn)定劑或原生質(zhì)體培養(yǎng)液離心洗滌2-4次。鑒定：如果把它放入低滲溶液中，則很容易脹破。也可以用熒光增白劑染色后置紫外顯微鏡下觀察，殘留的細(xì)胞壁呈現(xiàn)明顯熒光。通過以上鑒定，基

21、本上可判別是否是原生質(zhì)體及其百分率。此外，尚可借助臺(tái)盼藍(lán)活細(xì)胞染色、胞質(zhì)環(huán)流觀察以及測(cè)定光合作用、呼吸作用等參數(shù)定量檢測(cè)原生質(zhì)體的活力。.原生質(zhì)體的融合化學(xué)法誘導(dǎo)融合：聚乙二醇（PEG）結(jié)合高鈣高pH誘導(dǎo)融合法已成為化學(xué)法誘導(dǎo)細(xì)胞融合的主流。物理法誘導(dǎo)融合: 微型電極法和平行電極法其他方法：不對(duì)稱融合方法。融合可能產(chǎn)生的結(jié)果:Ø親本雙方的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)能融合為一體，發(fā)育成為完全的雜合植株。Ø融合細(xì)胞由一方細(xì)胞核與另一方細(xì)胞質(zhì)組成，可能發(fā)育為核質(zhì)異源植株Ø融合細(xì)胞由雙方胞質(zhì)及一方核或再附加少量他方染色體或DNA構(gòu)成；Ø原生質(zhì)體融合后兩個(gè)細(xì)胞核尚末融合時(shí)就過

22、早地被新出現(xiàn)的細(xì)胞壁分開。以后它們各自分生長(zhǎng)成嵌合植株。.雜合體的鑒別與篩選雜合細(xì)胞的顯微鏡鑒別：互補(bǔ)法篩選雜合細(xì)胞： 白化互補(bǔ)、生長(zhǎng)互補(bǔ)。采用細(xì)胞和分子生物學(xué)的方法鑒定雜合體：根據(jù)融合處理后再生長(zhǎng)出的植株的形態(tài)特征進(jìn)行鑒別：第四章 發(fā)酵工程一、發(fā)酵工程的含義及主要內(nèi)容1、定義：發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的基本原理有機(jī)結(jié)合起來(lái)，是一門利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)，由于它以培養(yǎng)微生物為主，所以又稱微生物工程。2、主要內(nèi)容：包括生產(chǎn)菌種的選育、發(fā)酵條件的優(yōu)化和控制、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及產(chǎn)物的分離、提取與精制等

23、。（填空）二、發(fā)酵工程概況1、主要的發(fā)酵類型：（填空）1）微生物菌體發(fā)酵2）微生物酶發(fā)酵3）微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵4）微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵5）生物工程細(xì)胞的發(fā)酵2、發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)：1） 微生物的生長(zhǎng)特點(diǎn)Ø發(fā)酵工程所利用的微生物主要是細(xì)菌、放線菌，酵母菌和霉菌Ø對(duì)周圍環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)、滲透壓、酸堿度等條件有極大的適應(yīng)能力； Ø有極強(qiáng)的消化能力； Ø有極強(qiáng)的繁殖能力；Ø種類多、產(chǎn)酶的品種多，生產(chǎn)容易、成本低。2）發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)Ø發(fā)酵過程以生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行，數(shù)十個(gè)反應(yīng)過程能夠象單一反應(yīng)一樣，在發(fā)酵設(shè)備中一次完成；Ø反應(yīng)通常在常溫常壓

24、下進(jìn)行，條件溫和，能耗少，設(shè)備較簡(jiǎn)單；Ø原料通常以蜜糖、淀粉等碳水化合物為主，可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水或可再生資源（植物秸稈、木屑等）；Ø容易生產(chǎn)復(fù)雜的高分子化合物，能高度選擇地在復(fù)雜化合物的特定部位進(jìn)行氧化、還原、官能團(tuán)引入等反應(yīng)；Ø發(fā)酵過程中需要防止雜菌污染、設(shè)備需要進(jìn)行嚴(yán)格的清洗、滅菌，空氣需要過濾等。3、 發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)中，而且發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。三、微生物發(fā)酵過程1、發(fā)酵方法的類別 厭氧性發(fā)酵根據(jù)微生物的種類分類 好氧性發(fā)酵 兼性發(fā)酵 敞口發(fā)酵根據(jù)發(fā)酵設(shè)備分類 密

25、閉發(fā)酵 淺盤發(fā)酵 根據(jù)培養(yǎng)基的物理性狀分類 固體發(fā)酵 液體發(fā)酵2、工業(yè)生產(chǎn)常用微生物：細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌和其他微生物（擔(dān)子菌、藻類 ）3、培養(yǎng)基1）培養(yǎng)基的種類：孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。孢子培養(yǎng)基：孢子培養(yǎng)基是制備孢子用的。生產(chǎn)中常用的孢子培養(yǎng)基有麩皮培養(yǎng)基、大（?。┟着囵B(yǎng)基，由葡萄糖（或淀粉）、無(wú)機(jī)鹽、蛋白胨等配制成的瓊脂斜面培養(yǎng)基等。種子培養(yǎng)基：是供孢子發(fā)芽和菌體生長(zhǎng)繁殖用的。常用的原料有葡萄糖、糊精、蛋白胨、玉米漿、酵母粉等，培養(yǎng)基的成分隨菌種而改變。發(fā)酵培養(yǎng)基：發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌體生長(zhǎng)繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物用的，要求此種培養(yǎng)基的組成豐富完整，營(yíng)養(yǎng)成分濃度和粘度適中，利

26、于菌體的生長(zhǎng)，進(jìn)而合成大量的代謝產(chǎn)物。2）酵培養(yǎng)基的組成：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和微量元素、生長(zhǎng)因子、水和產(chǎn)物形成的誘導(dǎo)物、前體和促進(jìn)劑4、發(fā)酵的一般過程（上、中、下游過程簡(jiǎn)要論述）1）上游工程Ø菌種的分離、純化與選育Ø菌種斜面培養(yǎng)Ø種子擴(kuò)大培養(yǎng)Ø發(fā)酵罐的清洗、滅菌Ø培養(yǎng)基的配置和滅菌等2）中游工程Ø微生物發(fā)酵及控制：發(fā)酵是微生物合成大量產(chǎn)物的過程，是整個(gè)發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。包括分批發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵、固體發(fā)酵和液體發(fā)酵等。影響發(fā)酵的因素很多，如溫度、pH、通風(fēng)、攪拌、罐壓力等等，必須適當(dāng)?shù)乜刂朴绊懓l(fā)酵的各種條件，掌握發(fā)酵的動(dòng)態(tài)，

27、并進(jìn)行雜菌的檢查和產(chǎn)物測(cè)定，使整個(gè)發(fā)酵過程順利進(jìn)行。3）下游工程：Ø發(fā)酵產(chǎn)物的分離、純化和精制：發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離：目的是改善發(fā)酵液性質(zhì)，以利于固液分離，常用酸化、加熱和加絮凝劑等方法；提?。耗康闹饕菨饪s，也起到對(duì)產(chǎn)物一定的純化作用，常采用吸附法、離子交換法、沉淀法、萃取法、超濾法等；精制：進(jìn)一步純化發(fā)酵產(chǎn)物，可采用沉淀、超濾、層析等方法。成品加工：對(duì)獲得產(chǎn)物進(jìn)行最后的濃縮、無(wú)菌過濾和去熱原、干燥、加穩(wěn)定劑等。四、發(fā)酵操作方式及工藝控制1、發(fā)酵的操作方式（問答，三種方式優(yōu)缺點(diǎn)比較，需要加三種方式的概念）1）分批發(fā)酵：先將空罐殺菌，培養(yǎng)基裝入發(fā)酵罐，接種之后進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程

28、中，培養(yǎng)基成分減少，微生物增殖。微生物周圍的環(huán)境隨時(shí)間而變化，是一種非穩(wěn)態(tài)操作法。優(yōu)缺點(diǎn)：此法不易染菌，但很難采用控制基質(zhì)等濃度的方法來(lái)增大發(fā)酵生產(chǎn)能力。在分批發(fā)酵系統(tǒng)中，微生物具有典型的生長(zhǎng)周期（延滯期、指數(shù)生長(zhǎng)期（對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期）、減速期、靜止期或穩(wěn)定期、衰亡期）。目前多用在酒精、氨基酸、抗生素生產(chǎn)中。 2）連續(xù)發(fā)酵：在往發(fā)酵罐中連續(xù)供給新鮮培養(yǎng)基的同時(shí)，將含有微生物和產(chǎn)物的培養(yǎng)液，從發(fā)酵罐中連續(xù)放出，叫做連續(xù)培養(yǎng)法。優(yōu)點(diǎn)：可以維持穩(wěn)定的操作條件，有利于微生物的生長(zhǎng)代謝，從而使產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量也保持相對(duì)的穩(wěn)定；能夠有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員與病原微生物和毒性產(chǎn)物接觸的機(jī)

29、會(huì)；減少設(shè)備清洗、準(zhǔn)備和滅菌等非生產(chǎn)占有的時(shí)間，提高設(shè)備利用率，節(jié)省勞動(dòng)力和工時(shí)；由于滅菌次數(shù)減少，使測(cè)量?jī)x器探頭的壽命得以延長(zhǎng)；缺點(diǎn)：由于是開放系統(tǒng)，加上發(fā)酵周期長(zhǎng)，容易造成雜菌污染；在長(zhǎng)周期連續(xù)發(fā)酵中，微生物容易發(fā)生變異；對(duì)設(shè)備、儀器及控制元器件的技術(shù)要求較高；粘性絲狀菌菌體容易附著在器壁上生長(zhǎng)和在發(fā)酵液內(nèi)結(jié)團(tuán)，給連續(xù)發(fā)酵操作帶來(lái)困難。3）補(bǔ)料分批發(fā)酵：又稱半連續(xù)發(fā)酵，是介于分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)酵技術(shù)，是指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補(bǔ)加一定物料的培養(yǎng)技術(shù)；優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)料分批發(fā)酵既可以保證微生物生長(zhǎng)的需要，又不造成不利的影響，從而達(dá)到提高產(chǎn)率的目的；補(bǔ)料分批發(fā)酵可以分為兩

30、種類型：?jiǎn)我谎a(bǔ)料分批發(fā)酵和反復(fù)補(bǔ)料分批發(fā)酵。2、發(fā)酵工藝控制:溫度、pH值、溶解氧的濃度、種齡與接種量五、發(fā)酵設(shè)備（了解）1、定義：進(jìn)行微生物深層培養(yǎng)的設(shè)備。2、應(yīng)具備的條件：Ø嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)Ø良好的液體混合能力Ø較高的傳質(zhì)、傳熱速率Ø同時(shí)還應(yīng)具有配套而又可靠的檢測(cè)及控制儀表。3、分類：Ø微生物種類劃分：好氧發(fā)酵設(shè)備和厭氧發(fā)酵設(shè)備；Ø根據(jù)攪拌方式劃分：好氧發(fā)酵設(shè)備又可以分為機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐和通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐。第五章 酶工程一、酶工程的定義酶工程是是研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的一門技術(shù)性學(xué)科，包括酶制劑的制備、酶的固定化、酶的修飾與改造及酶反應(yīng)器等

31、方面的內(nèi)容，是酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透結(jié)合形成的一門新的技術(shù)科學(xué)，是酶學(xué)、微生物學(xué)的基本原理與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣科學(xué)。 二、酶的分類、組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用機(jī)制1、酶的分類：氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂合酶、異構(gòu)酶、連接酶（合成酶）、核酸酶。2、酶的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）單體酶2）寡聚酶3）多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體組成部分：Ø輔因子：酶蛋白中非蛋白質(zhì)部分，它可以是無(wú)機(jī)離子也可以是有機(jī)化合物。Ø輔酶：有機(jī)輔因子與酶蛋白結(jié)合松散即為輔酶。Ø輔基：有機(jī)輔因子與酶蛋白結(jié)合緊密即為輔基。 3、酶的作用機(jī)制 1）酶的作用過程Ø酶的活性部位：是它結(jié)合底物和將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)

32、物的區(qū)域，通常是整個(gè)酶分子相當(dāng)小的部分，它是由在線性多肽中可能相隔很遠(yuǎn)的氨基酸殘基形成的三維實(shí)體。2）酶與底物的結(jié)合模型Ø鎖和鑰匙模型Ø誘導(dǎo)鍥合模型3）酶的催化作用Ø廣義的酸堿催化Ø共價(jià)催化Ø鄰近效應(yīng)及定向效應(yīng)：所謂鄰近效應(yīng)就是底物的反應(yīng)基團(tuán)與酶的催化基團(tuán)越靠近，其反應(yīng)速度越快。Ø變形或張力Ø酶的活性中心為疏水區(qū)域三、酶作為催化劑的顯著特點(diǎn)1、催化能力催化轉(zhuǎn)換數(shù)：每個(gè)酶分子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化的分子數(shù)；一般為103min-1，碳酸酐酶最高為3.6* 107min-1有酶加入比無(wú)酶參加反應(yīng)速度一般要高107-10132、專一性絕

33、對(duì)專一： 只催化一種底物進(jìn)行快速反應(yīng)，甚至是立體專一性；相對(duì)專一性：基團(tuán)專一和鍵專一 3、調(diào)節(jié)性酶濃度的調(diào)節(jié) 激素調(diào)節(jié) 共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 限制性蛋白水解作用與酶活力調(diào)控 抑制劑的調(diào)節(jié) 反饋調(diào)節(jié) 金屬離子和其他小分子化合物的調(diào)節(jié)四、酶抑制作用的概念和分類1、概念：能降低酶催化反應(yīng)速度的因素。2、分類失活作用：是指由于一些物理因素和化學(xué)試劑部分或全部破壞了酶的三維結(jié)構(gòu)，即引起酶蛋白變性，導(dǎo)致部分或全部喪失活性。抑制作用：是指在酶不變性的情況下，由于必需基團(tuán)或活性中心化學(xué)性質(zhì)的改變而引起的酶活性的降低或喪失。 去激活作用：某些酶只有在金屬離子存在下才有活性，去除金屬離子也會(huì)引起這些酶活性的降低或喪失。阻

34、遏作用：指某些因素（如激素或藥物等）使細(xì)胞內(nèi)酶蛋白的合成減少，反應(yīng)速度的降低是由于酶分子數(shù)量的減少，每分子酶的催化效力并無(wú)變化.3、抑制程度的表示一般用反應(yīng)速度的變化來(lái)表示。若以不加抑制劑時(shí)的反應(yīng)速度為 Vo，加入抑制劑后的反應(yīng)速度為Vi，則酶的抑制程度有下列幾種表示方法：Ø相對(duì)活力分?jǐn)?shù)（殘余活力分?jǐn)?shù)）a=Vi/VoØ相對(duì)活力百分?jǐn)?shù)（殘余活力百分?jǐn)?shù)）a%=Vi/Vo*100%Ø抑制分?jǐn)?shù)：指被抑制而失去活力的分?jǐn)?shù)i=1-a=1-Vi/VoØ抑制百分?jǐn)?shù)i%=(1-a)*100%=(1-Vi/Vo)*100%通常所謂抑制率是指抑制分?jǐn)?shù)或抑制百分?jǐn)?shù)。 4、抑制作

35、用的分類 Ø不可逆抑制作用：非專一性不可逆抑制作用和專一性不可逆抑制作用；Ø可逆抑制作用（競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，混合型抑制）五、酶的發(fā)酵生產(chǎn)1、優(yōu)良產(chǎn)酶菌種的篩選1）發(fā)展微生物作為酶生產(chǎn)來(lái)源的原因（重點(diǎn)）Ø微生物生長(zhǎng)繁殖快，生活周期短，產(chǎn)量高，單位干重產(chǎn)物的酶比活很高；Ø微生物培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單，所用的原材料大都為農(nóng)副產(chǎn)品，來(lái)源豐富，價(jià)格 低廉，機(jī)械化程度高，經(jīng)濟(jì)效益高；Ø微生物菌株種類繁多，酶的品種齊全；Ø微生物有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過適應(yīng)、誘導(dǎo)、誘變及基因工程等方法培育出新的產(chǎn)酶量高的菌種。2）優(yōu)

36、良的產(chǎn)酶菌種應(yīng)該具備的條件1）繁殖快，產(chǎn)酶量高，有利于縮短生產(chǎn)周期；2）能在便宜的底物上生長(zhǎng)；3）產(chǎn)酶性能穩(wěn)定，菌株不易退化，不易受噬菌體侵襲；4）產(chǎn)生的酶容易分離純化；5）不是致病菌及產(chǎn)生有毒物質(zhì)或其他生理活性物質(zhì)的微生物，才能確保酶生產(chǎn)和應(yīng)用的安全。3）產(chǎn)酶菌種的篩選方法1）含菌樣品的采集2）菌種的分離與純化3）產(chǎn)酶性能的測(cè)定及復(fù)篩4）對(duì)于胞外酶的產(chǎn)酶菌株，經(jīng)常采用分離定性和半定量測(cè)定產(chǎn)酶性能相結(jié)合的方法，使之在培養(yǎng)皿分離時(shí)就能大致了解菌株的產(chǎn)酶性能；2、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)1）定義：微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)是指在人工控制的條件下，有目的地利用微生物培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)所需的酶，其技術(shù)包括培養(yǎng)基和發(fā)酵方式的

37、選擇及發(fā)酵條件的控制管理等方面的內(nèi)容。2）培養(yǎng)基 微生物酶發(fā)酵生產(chǎn)中對(duì)培養(yǎng)基的要求Ø大多數(shù)工業(yè)用酶的合成受底物的誘導(dǎo)和分解代謝物的阻遏的雙重調(diào)節(jié)作用，為提高酶的產(chǎn)量，應(yīng)向培養(yǎng)基中添加適量的誘導(dǎo)物，并盡量減少阻遏物的濃度；Ø其次，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例要適當(dāng)，同時(shí)，還應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)適于微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)酶的酸堿度環(huán)境；Ø應(yīng)注意到有些微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基不一定有利于酶的合成；3）培養(yǎng)基的組成:碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽類、生長(zhǎng)因子。4）酶的發(fā)酵生產(chǎn)方法：包括固體發(fā)酵和液體深層發(fā)酵兩種固體發(fā)酵方法：主要是用于真菌來(lái)源的商業(yè)酶生產(chǎn)，其中用米曲霉生產(chǎn)淀粉，以及用曲霉和毛酶生產(chǎn)蛋白酶在中國(guó)和日

38、本已經(jīng)有悠久的歷史。這種方法操作簡(jiǎn)單，但發(fā)酵條件不易控制；液體深層發(fā)酵方法：現(xiàn)在大多數(shù)的酶是通過液體深層發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)的。液體深層發(fā)酵應(yīng)注意：溫度、通氣和攪拌。pH值的控制等。5）提高酶產(chǎn)量的措施（4點(diǎn)+另一點(diǎn)自行百度，重點(diǎn)）添加誘導(dǎo)物：一般分為三類：酶的作用底物（如青霉素是青霉素?；傅恼T導(dǎo)物）、酶的反應(yīng)產(chǎn)物（如纖維素二糖可誘導(dǎo)纖維素酶的產(chǎn)生）、酶底物的類似物（如異丙基-b-D-硫代半乳糖苷（IPTG）對(duì)b-半乳糖苷酶具有誘導(dǎo)作用）;降低阻遏物質(zhì)的濃度：微生物酶的生產(chǎn)受到代謝末端產(chǎn)物的阻遏和分解代謝物阻遏的調(diào)節(jié)。為避免分解代謝物的阻遏作用，可采用難于利用的碳源，或采用分次添加碳源的方法使培養(yǎng)基

39、中的碳源保持在不至于引起分解代謝物阻遏的濃度。添加表面活化劑：在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，非離子型的表面活化劑常被用作產(chǎn)酶促進(jìn)劑，其機(jī)理可能是其改變了細(xì)胞的通透性，使更多的酶從細(xì)胞內(nèi)透過細(xì)胞膜泄漏出來(lái)，從而打破了胞內(nèi)酶合成的反饋平衡，提高了酶的產(chǎn)量；另外有些表面活性劑對(duì)酶分子有一定的穩(wěn)定作用，可以提高酶的活力；添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑：是指能提高酶產(chǎn)量的物質(zhì)，其作用機(jī)理可能是酶的激活劑或穩(wěn)定劑，也可能是產(chǎn)酶微生物的生長(zhǎng)因子或有害金屬的熬合劑，利用添加植酸鈣可使多種霉菌的蛋白酶和橘青霉的5-磷酸二酯酶提高220倍。六、酶的分離與純化1、酶的分離與純化的注意事項(xiàng)溫度：整個(gè)提純操作應(yīng)在低溫下（0-4 ）進(jìn)行，以防止蛋白

40、水解酶對(duì)目的酶的降解；pH值：在提純過程中一般采用緩沖液作為溶劑，防止過酸或過堿；鹽濃度：因?yàn)榇蠖鄶?shù)蛋白質(zhì)具有鹽溶性質(zhì)，所以在提純過程中應(yīng)選用合適濃度的鹽溶液以促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，鹽濃度過高，酶容易變性；攪拌：劇烈攪拌容易引起蛋白質(zhì)的變性，提純中應(yīng)避免劇烈攪拌和產(chǎn)生泡沫；酶液是微生物生長(zhǎng)的良好培養(yǎng)基，在提純過程中應(yīng)盡可能防止微生物對(duì)酶的破壞。2、酶制劑的制備破碎細(xì)胞：主要針對(duì)胞內(nèi)產(chǎn)酶。動(dòng)植物細(xì)胞常用高速組織搗碎機(jī)和組織勻漿器破碎，而微生物組織的破碎則有機(jī)械破碎法、酶法、化學(xué)試劑法和物理破碎法等；溶劑抽提：大多數(shù)酶蛋白都可用稀酸、稀堿或稀鹽溶液浸泡抽提，具體選用何種溶劑和抽提條件視酶的溶解性和穩(wěn)定

41、性而定；離心分離：是酶分離提純中最常用的方法，主要用于除去發(fā)酵液中的菌體殘?jiān)虺樘徇^程中生成的沉淀物。工業(yè)上常用板框壓濾機(jī)來(lái)完成酶的粗分離；濃縮：由于發(fā)酵液酶抽提液中酶的濃度一般都比較低，必須經(jīng)過進(jìn)一步純化以便保存、運(yùn)輸和應(yīng)用?？刹捎梦?、沉淀、凝膠過濾等方法進(jìn)行酶的濃縮，工業(yè)上常采用真空薄膜濃縮法以保證酶在濃縮過程中不失活；干燥：酶溶液或含水量高的酶制劑即使在低溫下也極其不穩(wěn)定，只能作短期保存。常用的干燥方法有真空干燥、冷凍干燥和噴霧干燥等。3、酶的純化與精制（了解）醫(yī)藥、分析、測(cè)試等用酶必須使用精制品，因此必要進(jìn)一步進(jìn)行酶的純化與精制；酶的純化與精制方法：根據(jù)分子大小和形狀的分離方法：包括

42、離心分離、差速離心和等密度梯度離心分離、凝膠過濾、透析與超濾等；根據(jù)酶分子電荷性質(zhì)的分離方法：離子交換層析、層析聚焦、電泳和等電聚焦電泳等；根據(jù)酶分子專一性結(jié)合的分離方法：親和層析、免疫吸附、親和層析和共價(jià)層析；根據(jù)分配系數(shù)的分離方法：雙水相萃取分離（由于生物活性物質(zhì)在兩項(xiàng)中具有不同的分配比，經(jīng)過反復(fù)處理則可達(dá)到分離的目的）；常用于生物物質(zhì)分離的體系有聚已二醇（PEG）/葡聚糖、PEG/磷酸鹽、PEG/硫酸氨等。4、酶的純度與酶活力酶的純度可用酶的比活力來(lái)衡量；比活力：是以每毫克蛋白所具有的酶活力單位數(shù)；一般情況下，酶的比活力隨酶的純度的提高而提高；（會(huì)考）5、酶制劑的保存酶的保存條件應(yīng)注意：

43、1)溫度：酶的保存溫度一般在0-4 。2)緩沖液：為酶的保存提供較為穩(wěn)定的環(huán)境，尤其是pH值。3)氧防護(hù)：由于巰基等酶分子基團(tuán)或Fe-S中心等容易為分子氧所氧化，固這類酶應(yīng)加巰基保護(hù)劑或在氬或氮?dú)庵斜４妫?)蛋白質(zhì)的濃度及純度：一般說(shuō)，酶的濃度越高，酶越穩(wěn)定，制備成晶體或干粉更有利于保存。此外還可以加入酶的各種穩(wěn)定劑如底物、輔酶、無(wú)機(jī)離子等來(lái)較強(qiáng)酶穩(wěn)定性，延長(zhǎng)酶的保存時(shí)間。七、酶分子的改造和修飾1、酶分子改造的原因1）酶一旦離開生物細(xì)胞，離開特定的環(huán)境條件，常常不太穩(wěn)定，不適應(yīng)大量生產(chǎn)的需要；2）酶作用的最適pH值條件一般在中性，但在工業(yè)應(yīng)用中，pH值往往偏離這個(gè)范圍，使酶難以發(fā)揮作用；3）在

44、臨床上，絕大多數(shù)的酶對(duì)人體而言都是外源蛋白質(zhì)，具有抗原性，直接注入引起人體的過敏反應(yīng)；2、酶分子改造的途徑1）通過酶分子修飾方法改變天然酶的結(jié)構(gòu)；2）通過生物工程的方法改造編碼酶分子的基因達(dá)到改造酶的目的。3、酶分子改造的目標(biāo)：1）提高酶活力2）改進(jìn)酶的穩(wěn)定性3）允許酶在一個(gè)變化的環(huán)境中發(fā)揮作用4）改變酶最適的pH值或溫度5）改變酶的特異性使它能催化不同底物的轉(zhuǎn)化6）改變酶催化反應(yīng)類型7）提高酶催化過程的反應(yīng)效率4、酶分子修飾1）概念：酶分子修飾是指通過主鏈的剪接切割和側(cè)鏈的化學(xué)修飾對(duì)酶分子進(jìn)行改造，從而達(dá)到改變酶的一些性質(zhì)，創(chuàng)造出天然酶不具備的某些優(yōu)良性狀，擴(kuò)大酶的應(yīng)用以達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益。

45、2）酶分子修飾常見的方法：部分水解酶蛋白的非活性主鏈、利用小分子或大分子物質(zhì)對(duì)活性部位或活性部位以外的側(cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行共價(jià)修飾、酶輔因子的置換等。3）優(yōu)點(diǎn)：酶分子的化學(xué)修飾技術(shù)要求簡(jiǎn)單、容易見效。4）酶的化學(xué)修飾:概念：是利用修飾劑所具有的各類化學(xué)基團(tuán)的特性，直接或經(jīng)一定的活化步驟后與酶分子上的某些氨基酸殘疾產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而改造酶分子的結(jié)構(gòu)和功能；化學(xué)修飾反應(yīng)類型：酶分子側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾（?；捌湎嚓P(guān)反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、氧化和還原反應(yīng)、芳香環(huán)取代反應(yīng)等）、特定氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾 （巰基的化學(xué)修飾 、氨基的化學(xué)修飾 、羧基的化學(xué)修飾 、咪唑基的化學(xué)修飾 、胍基的化學(xué)修飾等）。酶分子的化學(xué)

46、修飾應(yīng)注意的問題：修飾劑：一般情況下，要求修飾劑具有較大的分子量、良好的生物相容性和水溶性，修飾劑表面有較多的反應(yīng)基團(tuán)及修飾后酶的半衰期較長(zhǎng)；酶性質(zhì)的了解反應(yīng)條件的選擇：應(yīng)盡可能在酶穩(wěn)定的條件下進(jìn)行反應(yīng)，避免破壞酶活性中心功能基團(tuán)。5、生物酶工程生物酶工程的內(nèi)容：Ø用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶；Ø修飾酶基因，產(chǎn)生遺傳修飾；Ø設(shè)計(jì)出新酶基因，合成自然界從末有過的酶。八、生物催化劑的固定化1、概念：利用固定化的技術(shù)對(duì)酶加以改造固定，從而使其既具有酶的催化性質(zhì)，又具有一般化學(xué)催化劑能回收、反復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，并在生產(chǎn)工藝上可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化的技術(shù)。2、酶的固定化方法1）載體結(jié)合法：包括物理吸附法、離子吸附法、l螯合法、共價(jià)結(jié)合法等。2）共價(jià)交聯(lián)法3）包埋法3、細(xì)胞的固定化方法1）概念：細(xì)胞固定化是將完整細(xì)胞固定在載體上的技