生物技術(shù)課件

生物技術(shù)課件演示文稿第一頁，共四十八頁。一、生物工程形成簡史傳統(tǒng)發(fā)酵釀酒、制醬制醋技術(shù)；1860年，巴斯德單一霉菌純粹培養(yǎng)技術(shù)；1878年,啤酒酵母單一培養(yǎng)技術(shù)；1881年，細菌的純粹培養(yǎng)技術(shù)；1929年，抗菌素盤尼西林發(fā)現(xiàn)；1946年，用細菌可以生產(chǎn)氨基酸；1952年，用微生物轉(zhuǎn)化荷爾蒙獲得成功；前言第二頁，共四十八頁。一、生物工程形成簡史1953年，Waston、Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；1972年，美國斯坦福大學(xué)構(gòu)建了第一個重組DNA分子；1977年，在美國舊金山建立了世界上第一家遺傳工程公司。第三頁，共四十八頁。二、生物工程定義生物工程是生物技術(shù)的總稱，是對生命有機體在分子水平、細胞水平、組織水平、個體水平進行不同層次的創(chuàng)造性設(shè)計和改造，使之能定向組建具有特定性狀的新物種或新品系，從而造福人類的現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。生物工程主要包括細胞工程、基因工程、酶工程、發(fā)酵工程和生化工程等。第四頁，共四十八頁。三、研究生物工程的意義使人類進入了按照自己的需要人工創(chuàng)造新生物的偉大時代；它是世界新技術(shù)革命的三大支柱之一（信息、材料、生物工程），具有相當大的潛在生產(chǎn)力。第五頁，共四十八頁。生物技術(shù)的四大體系基因工程細胞工程酶工程發(fā)酵工程第六頁，共四十八頁。一、基因工程

定義

基因工程就是從生物體中把生物遺傳物質(zhì)分離出來，或人工合成一個DNA分子，用人工的方法對遺傳物質(zhì)進行搭配、組合，然后轉(zhuǎn)入某細胞內(nèi)，通過改變其遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，來改變它的遺傳特性，使之定向地產(chǎn)生符合人類需要的新型生物物種、類型。第七頁，共四十八頁。1、用于分子生物學(xué)研究2、用于改造生物，創(chuàng)造對人類有用的

新品系、新物種?；蚬こ逃猛镜诎隧摚菜氖隧?。

限制性內(nèi)切酶

是生物工程中最重要的工具酶，主要從原核生物中提取，它能識別雙鏈DNA分子中的特異性核苷酸序列，使它在特定的位點水解。基因工程的基本過程第九頁，共四十八頁。EcoRI識別序列：GAATTCCTTAAG并切割如下：5’NNNNGAATTCNNN3’3’NNNNCTTAAGNNN5’限制性內(nèi)切酶

第十頁，共四十八頁。PstI識別序列：CTGCAGGACGTC并切割如下：5’NNNNCTGCAGNNN3’3’NNNNGACGTCNNN5’限制性內(nèi)切酶

第十一頁，共四十八頁。

在基因工程中的運載體包括：質(zhì)粒載體噬菌體載體復(fù)合載體病毒載體載體第十二頁，共四十八頁。

是細菌、酵母菌和放線菌等生物中染色體以外的雙鏈閉合環(huán)狀分子，大小為1-200Kb，能獨立于染色體外進行自我復(fù)制。它的拷貝數(shù)較多，每個細胞中可含10-200個拷貝。其表型效應(yīng)主要有決定抗藥性，合成抗菌素，編碼限制或修飾酶等。質(zhì)粒載體染色體質(zhì)粒第十三頁，共四十八頁。

pBR322質(zhì)粒圖譜第十四頁，共四十八頁。

是一種細菌病毒，可作為克隆載體。其優(yōu)點是可以在體外包裝產(chǎn)生感染性很高的噬菌體顆粒。噬菌體載體第十五頁，共四十八頁。噬菌體頭部尾部尾絲第十六頁，共四十八頁。噬菌體感染細菌示意圖第十七頁，共四十八頁。病毒載體這是一類真核載體，能把基因引入到

真核細胞中，并在其中被表達。因此是研

究真核細胞表達及調(diào)控的有力工具。如：

腺病毒、乳頭瘤病毒、皰疹病毒等。復(fù)合載體第十八頁，共四十八頁。1、從生物基因組中分離得到基因組DNA酶切產(chǎn)物總RNAmRNAcDNA2、人工合成化學(xué)合成PCR（聚合酶鏈式反應(yīng)）分離逆轉(zhuǎn)錄基因工程步驟一--獲得DNA片段，取得目的基因

第十九頁，共四十八頁?；蚬こ滩襟E二--DNA片段和載體DNA在體外連接外源DNA質(zhì)粒酶切位點酶切位點酶切酶切混合DNA連接酶第二十頁，共四十八頁?；蚬こ滩襟E二--DNA片段和載體DNA在體外連接質(zhì)粒DNA外源DNA酶切酶切外切酶外切酶膜端轉(zhuǎn)移酶膜端轉(zhuǎn)移酶DNA聚合酶DNA連接酶加熱并慢慢變冷第二十一頁，共四十八頁。1、轉(zhuǎn)化某一基因型細胞從周圍介質(zhì)中吸收另一基因型細胞的DNA，而使其基因型和表型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。2、轉(zhuǎn)染除去蛋白質(zhì)外殼的病毒核酸感染細胞或原生質(zhì)體的過程。3、轉(zhuǎn)導(dǎo)用噬菌體做載體，將一個細胞的基因傳遞給另一個細胞的過程。4、顯微注射基因工程步驟三--將重組的DNA分子引入合適的宿主細胞內(nèi)第二十二頁，共四十八頁。

從大量攜帶重組體DNA分子的宿主細胞中分離出攜帶目的基因的細胞。基因工程步驟四--選擇、篩選

第二十三頁，共四十八頁。1、遺傳學(xué)方法對于帶有抗藥性基因的質(zhì)粒，可通過檢測受體菌是否由敏感狀態(tài)變成抗藥狀態(tài)進行篩選。篩選方法第二十四頁，共四十八頁。2、核酸雜交法篩選方法硝酸纖維薄膜與探針雜交薄膜放射自顯影膠片選擇所需克隆第二十五頁，共四十八頁。3、免疫學(xué)方法

用特異性抗體檢測基因產(chǎn)物從而篩選陽性克隆的方法。篩選方法第二十六頁，共四十八頁。

看新基因能否在新細胞中定居下來，能否復(fù)制自己穩(wěn)定傳代，能不能產(chǎn)生表達作用，指導(dǎo)蛋白的合成?；蚬こ滩襟E五--培養(yǎng)，觀察

第二十七頁，共四十八頁。DNA重組體的構(gòu)建與克隆第二十八頁，共四十八頁。固氮基因的應(yīng)用抗卡那霉素基因的應(yīng)用基因工程產(chǎn)品介紹：生長激素人胰島素疾病診斷基因工程的成果第二十九頁，共四十八頁。二、細胞工程

定義：

將一種生物細胞中攜帶全套遺傳信息的基因或染色體整個地轉(zhuǎn)入另一種生物細胞，從而改變細胞的遺傳性，改造生物的性狀和功能，創(chuàng)造新的生物類型。

它包括細胞融合、細胞器移植、染色體工程、細胞和組培技術(shù)等。第三十頁，共四十八頁。

通過生物學(xué)、化學(xué)或物理學(xué)的方法，使兩個不同種類的體細胞融合在一起，從而產(chǎn)生具有兩個親本遺傳性狀的新細胞。童魚——世界上第一條沒有父母的魚：

“鯽鯉核質(zhì)雜交魚”體細胞雜交/細胞融合技術(shù)第三十一頁，共四十八頁。組織培養(yǎng)/快速無性繁殖利用植物組織、植物細胞的全能性，進行快速無性繁殖。優(yōu)點：1.可固定雜種優(yōu)勢

2.免除制種環(huán)節(jié)

3.對珍貴植物的引種生產(chǎn)具有特別意義舉例：組織培養(yǎng)法再生蘭花；人工種子植物組織與細胞培養(yǎng)技術(shù)第三十二頁，共四十八頁。組織培養(yǎng)葉肉組織愈傷組織新植株第三十三頁，共四十八頁?？焖贌o性繁殖單個細胞營養(yǎng)培養(yǎng)基克隆植株第三十四頁，共四十八頁。細胞育種誘導(dǎo)突變，篩選新品系、新品種植物組織與細胞培養(yǎng)技術(shù)誘導(dǎo)突變，從組織再生植株中篩選出的個大、肉多、汁少的西紅柿突變體突變與突變體篩選第三十五頁，共四十八頁。植物組織與細胞培養(yǎng)技術(shù)次生代謝產(chǎn)物生成

從培養(yǎng)的植物細胞中提取所需的代謝產(chǎn)物。優(yōu)點：1.比栽培原料作物更易控制

最佳生產(chǎn)條件；

2.培養(yǎng)物為無菌、無蟲材料，

能保證產(chǎn)品質(zhì)量；

3.工藝操作較為簡單，可減

少勞動費用，提高生產(chǎn)力。第三十六頁，共四十八頁。三、酶工程定義：利用酶的特異催化功能，將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)的技術(shù)基本步驟：將酶制劑精制成固相的酶，然后將其組裝在特殊的器件中形成生物反應(yīng)器，利用這種反應(yīng)器將底物轉(zhuǎn)化為人類需要的產(chǎn)品。優(yōu)點：快速；高效；產(chǎn)品回收和提純工藝簡便。

第三十七頁，共四十八頁。1、酶分子的改造與修飾通過這種改造來改變酶的物化性質(zhì)及其生物活性，甚至賦予新的功能，提高其在不良環(huán)境中的穩(wěn)定性，擴大酶的應(yīng)用范圍。

2、酶抑制劑的開發(fā)研究所謂酶抑制劑是指能引起酶分子活力下降甚至完全喪失的物質(zhì)。酶工程研究的兩個方面：第三十八頁，共四十八頁。四、發(fā)酵工程定義

是工程學(xué)與微生物學(xué)的結(jié)合。利用微生物的特性，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)，生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接將其應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的一門技術(shù)。

包括菌種選育、菌種生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物發(fā)酵和分離，以及微生物機能的利用等。優(yōu)點：投資省；見效快；污染小。第三十九頁，共四十八頁。應(yīng)用范圍

1.微生物菌體的生產(chǎn)和利用

2.微生物代謝產(chǎn)物的應(yīng)用

3.微生物機能的應(yīng)用四、發(fā)酵工程第四十頁，共四十八頁。發(fā)酵工程的效益

1.醫(yī)藥工業(yè)方面

2.食品工業(yè)方面

3.能源工業(yè)方面

4.飼料工業(yè)方面

5.冶金工業(yè)方面

6.農(nóng)業(yè)方面四、發(fā)酵工程第四十一頁，共四十八頁。生物技術(shù)的新浪潮蛋白質(zhì)工程海洋生物工程生物計算機農(nóng)業(yè)生物工程生物傳感器

第四十二頁，共四十八頁。蛋白質(zhì)工程

--第二代基因工程

以蛋白質(zhì)為對象為目的的生物工程

必須突破以下幾個難關(guān)：

1、基因結(jié)構(gòu)的改變

2、基因的高效表達

3、翻譯后的蛋白修飾

4、新蛋白的提純

第四十三頁，共四十八頁。海洋生物工程以海洋為對象，生產(chǎn)、開發(fā)人類所需的新食物、新能源、新藥物和新材料的生物工程如：培育新品種的海鮮

生產(chǎn)海洋生物活性物質(zhì)

治理海域污染等第四十四頁，共四十八頁。生物計算機特點：

1、能制成超高密度的線路、生物集成塊

2、能制成半永久性元件

3、以生物化學(xué)反應(yīng)模擬人體機能進行工作，所需能量很少

目前已制成蛋白質(zhì)薄膜、DNA芯片等

第四十五頁，共四十八頁。農(nóng)業(yè)生物工程

生物工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)革命中的應(yīng)用

包括：基因工程改良；