《生物技术工艺概览》课件.pptVIP

*****克隆技术供体细胞准备选择并培养供体体细胞。卵母细胞去核去除受体卵细胞的细胞核。核移植将供体细胞核注入去核卵细胞。激活和培养激活重构胚胎并体外培养。胚胎移植将克隆胚胎移植到代孕母体。干细胞技术1全能性干细胞可分化为任何类型细胞2多能性干细胞可分化为多种类型细胞3成体干细胞特定组织中的未分化细胞4诱导多能性干细胞体细胞重编程获得的干细胞5干细胞治疗应用于再生医学和疾病治疗总结与展望技术进步生物技术正以前所未有的速度发展，基因编辑、合成生物学等新兴技术不断突破。跨学科融合生物技术与信息技术、纳米技术等领域深度融合，催生新的研究方向。应用拓展生物技术在医药、农业、环境、能源等领域的应用不断深化和拓展。伦理挑战技术发展带来的伦理问题需要社会各界共同探讨和解决。*****************************生物反应器的构造1反应器主体通常由不锈钢或玻璃制成的容器2搅拌系统包括搅拌轴和叶片，确保培养基均匀混合3温控系统加热或冷却夹套，维持恒定温度4气体交换系统通气装置和排气过滤器5监测和控制系统各种传感器和控制器生物反应器的工作原理接种将微生物或细胞接种到预先灭菌的培养基中。培养条件控制调节温度、pH、溶解氧等参数，为细胞生长提供最佳环境。生长和代谢细胞在优化条件下生长并产生目标产物。监测和调整实时监测各项参数，必要时进行调整以维持最佳状态。收获当达到预期产量时，收集产物并进行后续处理。培养基配制培养基组成碳源（如葡萄糖）氮源（如氨基酸、蛋白胨）无机盐（如磷酸盐、硫酸盐）微量元素维生素生长因子配制步骤根据配方称量各成分溶解于纯水中调节pH至适当值定容并充分混合过滤除菌或高压灭菌无菌条件下分装保存厌氧发酵定义厌氧发酵是在无氧或极低氧条件下进行的发酵过程。微生物通过分解有机物获取能量，产生各种代谢产物。特点能耗低，产物种类多样，但产率相对较低。常用于生产有机酸、酒精、生物气等。应用乙醇生产、沼气生产、废水处理等领域广泛应用厌氧发酵技术。挑战需严格控制氧气含量，发酵速度较慢，产物浓度较低，后处理成本较高。好氧发酵原理好氧发酵是在有氧条件下进行的微生物发酵过程。微生物利用氧气作为电子受体，通过氧化有机物获得能量。这种发酵方式效率高，产物种类丰富，但能耗较大。应用领域抗生素生产（如青霉素）氨基酸生产（如赖氨酸）有机酸生产（如柠檬酸）酶制剂生产单细胞蛋白生产连续发酵原料连续加入新鲜培养基持续加入反应器。稳态发酵微生物在稳定状态下生长和代谢。产物连续流出发酵液不断从反应器中流出。产物收集连续收集和处理发酵产物。批量发酵1接种期将微生物接种到灭菌后的培养基中，细胞开始适应新环境。2延滞期细胞数量变化不大，但细胞代谢活跃，为快速生长做准备。3对数生长期细胞数量呈指数增长，代谢活动旺盛，主要产物开始积累。4稳定期细胞生长速度减慢，数量趋于稳定，但仍保持代谢活性。5衰退期细胞开始死亡，数量减少，发酵过程结束。固定化技术固定化技术是将生物催化剂（如酶、细胞、细胞器等）以物理或化学方法固定在固体载体上或包埋在半透膜中的一种生物技术。这种技术能够提高生物催化剂的稳定性和重复使用性，降低生产成本，简化产物分离过程。固定化技术在生物催化、生物传感器、生物反应器等领域有广泛应用。主要固定化方法吸附法共价结合法包埋法交联法应用领域酶工程细胞工程生物传感器生物反应器固定化细胞的优点高细胞密度固定化允许在反应器中维持更高的细胞密度，提高生产效率。连续操作固定化细胞可以实现连续生产过程，提高产量和稳定性。细胞保护固定化基质为细胞提供保护，增强其对环境变化的抵抗力。简化分离固定化细胞易于与反应产物分离，简化下游处理过程。固定化酶的优点重复使用固定化酶可多次重复使用，降低成本。稳定性提高对温度和pH变化的耐受性增强。反应控制易于控制反应过程，提高产品质量。产物分离简化酶与产物的分离过程。固定化技术的应用生物转化固定化酶或细胞用于催化特定化学反应，如葡萄糖异构化酶生产高果糖浆。生物传感器固定化生物分子用于特定物质的检测，如血糖监测仪。废水处理固定化微生物用于降解污染物，提高处理效率。药物缓释固定化药物分子用于控制释放，提高药效。分离纯化技术分离纯化技术是生物技术产业化的关键环节，直接影响最终产品的质量和成本。这些技术利用生物分子的物理化学性质差异，从复杂的生物混合物中分离和纯化目标产