生物工藝學(xué)教案及講稿4

1、第1講緒論教學(xué)內(nèi)容：1.緒論4 1-1生物技術(shù)的定義和性質(zhì)5 1-2生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況6 1-3生物技術(shù)的開展趨勢目的要求：1.掌握生物工藝學(xué)的定義,特點,生物技術(shù)概念的范疇2. 了解生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況3. 了解生物技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用及開展趨勢教學(xué)重點和難點：1、生物技術(shù)的定義,內(nèi)涵2、生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況教學(xué)方法：課堂講授為主,自學(xué)結(jié)合內(nèi)容提要及課時分配：1、生物技術(shù)的定義和性質(zhì)20'2、生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況60'3、生物技術(shù)的開展趨勢20'作業(yè)：1 .由國際經(jīng)濟(jì)與開展組織IECDQ提出的有關(guān)生物技術(shù)的定義有何特點2 .教材中把生物技術(shù)的開展分為

2、四個時期,它們各有哪些主要代表性技術(shù)和產(chǎn)品主講教師：授課班級：授課日期：2021.9.7導(dǎo)入新課：介紹生物工藝學(xué)的內(nèi)涵,教材包括得主要內(nèi)容,重點要學(xué)習(xí)的章節(jié)和內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)生物工藝學(xué)的重要意義.1 緒論1.1 生物技術(shù)的定義1919年匈牙利艾里基提出：“但凡以生物機(jī)體為原料,無論其用何種生產(chǎn)方法進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的生物技術(shù)都屬于生物技術(shù)；20世紀(jì)70年代末,80年代初提出的定義傾向于：必須采用基因工程等一類具有現(xiàn)代生物技術(shù)內(nèi)涵或以分子生物學(xué)為根底的技術(shù)；國際經(jīng)濟(jì)合作與開展組織IECD.在1982年提出定義：應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理,依靠生物作用劑的作用,將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品或用以為社會效勞的技

3、術(shù)；在國際經(jīng)濟(jì)合作與開展組織IECDQ提出生物技術(shù)定義的特點：生物作用劑：指從活的或死的微生物、動物或植物的機(jī)體、組織、細(xì)胞、體液以致分泌物以及上組分中提取出來的生物催化劑一一酶或其他生物活性物質(zhì)；提供的產(chǎn)品：可以是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等產(chǎn)品；被作用的物料：可以是有關(guān)的生物機(jī)體或其中的有關(guān)器官,如細(xì)胞、體液以及極少量必須的無機(jī)物質(zhì)；應(yīng)用的自然科學(xué)：可以是生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等以及相關(guān)的分支學(xué)科,交叉學(xué)科；應(yīng)用的工程學(xué)：可以是化學(xué)工程、機(jī)械工程、電氣工程、電子工程；1.2 生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況生物技術(shù)的開展分為四個時期：經(jīng)驗生物技術(shù)時期；近代生物技術(shù)的形成和開展時期；近代生物技術(shù)的全盛時期

4、,現(xiàn)代生物技術(shù)的建立和開展時期；1.2.1 經(jīng)驗生物技術(shù)時期人類出現(xiàn)到19世紀(jì)中期生物技術(shù)的開展和利用可以追溯到1000多年甚至4000多年以前如酒類的釀造,豆糧輪作的方法等,主要產(chǎn)品有果酒、酸奶、啤酒、大豆釀醬油,多種植物配制劑一一麻沸散等.經(jīng)驗生物技術(shù)時期的技術(shù)為其后生物技術(shù)相關(guān)理論的建立創(chuàng)造了條件.1.2.2 近代生物技術(shù)建立時期19世紀(jì)中期至20世紀(jì)40年代這一時期的誕生是與顯微鏡的誕生和微生物的開展以及微生物學(xué)的問世密切相關(guān)的.20世紀(jì)初,人們發(fā)現(xiàn)某些梭菌能夠引起丙酮、丁醇的發(fā)酵,隨之引發(fā)了一系列初級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn).這一時期是人類有意識地利用某些微生物進(jìn)行生產(chǎn)的時期,這一時期的發(fā)酵產(chǎn)

5、物的特點：都屬于微生物形成的初級代謝產(chǎn)物,發(fā)酵以厭氧發(fā)酵居多,發(fā)酵產(chǎn)品主要為某些有機(jī)溶劑.這一時期進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等.1.2.3 近代生物技術(shù)全盛時期20世紀(jì)40年代至20世紀(jì)70年代末1929年Flemming發(fā)現(xiàn)了青霉素,從此生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品中增加一大類新的產(chǎn)品一一抗生素.第二次世界大戰(zhàn)促進(jìn)許多科學(xué)家和工程師齊心協(xié)力,攻克許多難關(guān),實現(xiàn)了青霉素的工業(yè)化生產(chǎn).20世紀(jì)40年代,抗生素工業(yè)成為生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè).這一時期生物技術(shù)的開展主要成就有：青霉素的發(fā)現(xiàn)及其開發(fā)概況、酶反響過程和生物轉(zhuǎn)化的過程的開發(fā)概況等,為基因工程的建立和新的生物技術(shù)時期

6、的來臨創(chuàng)造條件.區(qū)分初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物：指微生物處于對數(shù)生長期所形成的產(chǎn)物,主要是與細(xì)胞生長有關(guān)的產(chǎn)物,如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物以及能量代謝有關(guān)的副產(chǎn)品,如乙醇、丙酮、丁醇等.次級代謝產(chǎn)物：次生代謝物的產(chǎn)生與產(chǎn)生這種產(chǎn)物的微生物本身的生長和生命活動并不是密切相關(guān)的,它們一般產(chǎn)生于微生物生長的穩(wěn)定期,他們的結(jié)構(gòu)往往非常復(fù)雜.1.2.4 現(xiàn)代生物技術(shù)建立和開展時期20世紀(jì)70年代末開始現(xiàn)代生物技術(shù)時期是以分子生物學(xué)的理論為先導(dǎo),基因工程的技術(shù)開始能作為生物技術(shù)新產(chǎn)品的一種開發(fā)手段或關(guān)鍵技術(shù)后算起的.80年代以來,隨著重組DNA技術(shù)的開展,人們可以按人類社會的需要,定向

7、培養(yǎng)出有用的菌株,這為發(fā)酵工程技術(shù)引入了遺傳工程的技術(shù),使生物技術(shù)進(jìn)入了一個新的階段.基因工程的應(yīng)用首先集中于許多多肽或蛋白質(zhì)的生化藥物中,如胰島素、干擾素等.這一時期生物技術(shù)的開展主要有：單克隆抗體的開展和應(yīng)用；動、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用；雜交技術(shù)在動植物生產(chǎn)中的應(yīng)用；轉(zhuǎn)基因植物和動物的研究和開發(fā),克隆動物的開展及取得的成就等方面.1.3生物技術(shù)的開展趨勢1.3.1.深入開展人類后基因組學(xué)的研究,逐步掌握人類生、老、病、死的自然規(guī)律有關(guān)后基因組學(xué)的研究概括講就是：首先要將完成圖的堿基對序列中所有的基因識別出來,其次要鑒別每一個基因的生物化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),最后要搞清所有基因與人類生、老、病、死的

8、關(guān)系.后基因組學(xué)的研究主要包括：結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué).1.3.2 .逐步深入的開展基因診斷和基因治療研究基因診斷是通過基因工程的手段對生物體的基因組DNA片段及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量分析；基因治療是以正常基因通過病毒載體原位轉(zhuǎn)入病人體內(nèi)以取代原來缺陷或病變的基因,也可以是使原來喪失表達(dá)水平或使原來喪失表達(dá)水平或使機(jī)體產(chǎn)生免疫基因已到達(dá)抗腫瘤、抗病毒的目的.1.3.3 增強(qiáng)各種生物技術(shù)新藥物的研究開發(fā)增強(qiáng)對重組激素、重組細(xì)胞因子、從足溶血栓物質(zhì)、治療性抗體的研究開發(fā).人類干細(xì)胞可分為兩類：全能性干細(xì)胞和多能性干細(xì)胞；前者能發(fā)育成完整的個體,后者只能發(fā)育成人體某一臟器或組織,如

9、肝臟、腎臟、心臟或骨胳、皮膚、肌肉等.人類胚胎干細(xì)胞來自早期胚胎,這些全能型干細(xì)胞后來發(fā)育成多能性干細(xì)胞.轉(zhuǎn)基因動物的開展,克隆動物的開展成就轉(zhuǎn)基因動物是通過基因工程手段獲得在基因中整合了外源基因的動物.克隆動物是指通過無性繁殖的手段復(fù)制而誕生的動物,其外形和生理性狀均與其供體細(xì)胞相同的動物.加速對人類功能基因的研究開發(fā)由于功能基因?qū)θ祟惖慕】狄约八幬镅芯块_發(fā)的關(guān)系密切,因此各國科學(xué)家相互爭先把的功能基因進(jìn)行相當(dāng)深入的研究以獲得創(chuàng)造專利權(quán).基因農(nóng)作物為農(nóng)作物方面的開展前景轉(zhuǎn)基因農(nóng)作的重點開展方向是：抗蟲害的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；尋找新的抗病毒基因并將其轉(zhuǎn)入一些重要農(nóng)作物中；抗干旱、抗鹽堿、抗重金屬、抗

10、水澇、抗寒凍等的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；增強(qiáng)與環(huán)境保護(hù)學(xué)科的合作研究主要集中在對環(huán)境污染的生物治理.積極開展海洋生物技術(shù)的研究大力開展與生物技術(shù)相關(guān)的工程技術(shù)學(xué)科的研究小結(jié)：內(nèi)容包括三個局部：生物技術(shù)的定義和性質(zhì)；生物技術(shù)的開展及應(yīng)用概況；生物技術(shù)的開展趨勢.重點掌握生物技術(shù)的定義質(zhì)；生物技術(shù)的開展的四個時期及代表產(chǎn)品和技術(shù),了解生物技術(shù)的開展趨勢.第二講菌種的來源教學(xué)內(nèi)容：2-1菌種的來源§2-1-1微生物的特點§2-1-2常見的工業(yè)微生物及作用§2-1-3典型微生物新種別離篩選過程§2-1-4微生物選擇性別離的原理和開展目的要求：1.掌握典型微生物新種別離篩選

11、過程,微生物選擇性別離的原理和開展；2.了解常見的工業(yè)微生物及其用途教學(xué)重點和難點：1、典型微生物新種別離篩選過程2、微生物選擇性別離的原理和開展教學(xué)方法：課堂講授為主,自學(xué)結(jié)合內(nèi)容提要及課時分配：1、微生物的特點5'2、常見的工業(yè)微生物及作用15'3、典型微生物新種別離篩選過程30'4、微生物選擇性別離的原理和開展50'作業(yè)：1 .微生物選擇性別離的方法及原理主講教師：授課班級：生物08班授課日期：2021.9.9導(dǎo)入新課：課堂提問：初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物.生物反響過程原理篇2 .菌種選育2.1 菌種的來源：2.1.1 微生物的特點微生物的資源非常豐富,廣

12、泛分布于土壤,水和空氣中,尤其土壤中最多.有的微生物從自然界中別離出來就能被利用,有的需要對別離到的微生菌種進(jìn)行人工誘變,得到突變株才能被利用.微生物的特點是：種類多,分布廣；生長迅速,繁殖速度快；代謝水平強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng),容易培養(yǎng).2.1.2 常見的工業(yè)微生物細(xì)菌工業(yè)常用細(xì)菌有：枯草芽抱桿菌,醋酸桿菌,棒狀桿菌,端桿菌等；用途：用于生產(chǎn)淀粉酶,乳酸,氨基酸和肌昔等.酵母菌工業(yè)常用酵母菌有：啤酒酵母,假絲酵母,類酵母等.用途：釀酒,制造面包,生產(chǎn)脂肪酶以及生產(chǎn)可食用,藥用和飼料用酵母菌蛋白等.霉菌工業(yè)常用霉菌有：藻狀菌綱的根霉,毛霉,犁頭霉,子囊霉綱的紅曲霉,半知菌類的曲霉,青霉等.用途：多種酶制

13、劑,抗生素,有機(jī)酸及輜體激素等.(4)放線菌工業(yè)常用放線菌有：鏈霉菌屬,小單抱菌屬和諾長菌屬等.用途：產(chǎn)生抗生素,微生物中發(fā)現(xiàn)的抗生素,有60%來自放線菌.擔(dān)子菌通常所說的菇類微生物.用途：多糖,橡膠物質(zhì)和抗癌藥物的開發(fā).藻類自然界分布極廣的一類自養(yǎng)微生物.人類保健食品和飼料,(螺旋藻)環(huán)境治理,產(chǎn)生能源.2.1.3 典型的微生物新種別離篩選過程別離微生物新種的具體過程大體可分為采樣、增殖、純化和性能測定2.2.4微生物選擇性別離的原理和開展在過去的半個世紀(jì)里曾篩選出許多產(chǎn)生新的有用的刺激代謝產(chǎn)物的菌種,這些菌種多半是利用經(jīng)驗式的篩選方法獲得的.大多數(shù)的抗生素均由放線菌綱產(chǎn)生.下面介紹以放線菌

14、為主的別離方法原理的開展.選擇性別離方法大致分為五個步驟：含微生物材料的選擇；材料的預(yù)處理；所需菌種的別離；菌種的培養(yǎng)；菌種的選擇和純化.以上任何一個階段都可以引入選擇壓力.微生物材料的選擇在選擇菌種來源時,存在以下一些標(biāo)準(zhǔn)：對于天然材料,如土壤的選擇,來源越是廣泛的樣品,含有目的微生物的可能性就越大,越有可能獲得新的菌種；可尋找已適應(yīng)相當(dāng)苛刻的環(huán)境壓力的微生物類群；在酸性土壤圈的放線菌類群與緊接下層的中性圈的放線菌類群有很大的不同；自然環(huán)境的菌群可由于人類活動而改變；更新的生態(tài)環(huán)境有待于進(jìn)一步開發(fā).材料的預(yù)處理為了提升菌種的別離效果,人們設(shè)計了各種處理材料的方法,有物理方法、化學(xué)方法和生物方

15、法.為提升菌種的別離效果,設(shè)計各種與處理方法.物理方法：加熱,過路,離心,沉淀池中攪拌.化學(xué)方法：加幾丁質(zhì)或碳酸鈣提升PH.誘餌法：花粉,蛇皮,人的頭發(fā),涂石蠟的棒.所需菌種的別離所需菌種的別離效率取決于別離培養(yǎng)基的養(yǎng)分、pH和參加的選擇性抑制劑.一般憑經(jīng)驗而不是絕對的選擇.培養(yǎng)基養(yǎng)分：幾丁質(zhì)用來別離土壤或水中的放線菌,淀粉一一羅素和幾丁質(zhì)相類同,M3群脂阻滯鏈霉素的生長,容易別離到其他霉菌.PH值：（1） 6.77.5之間大多數(shù)放線菌,嗜中型（2） 4.55.0嗜酸性（3） 6.16.8嗜堿性選擇抑制劑：抗細(xì)菌抗生素,抗真菌抗生素；別離培養(yǎng)基中參加抗生素.4菌種的培養(yǎng)溫度,時間兩方面主要變量

16、為時間.放線菌平板通常在25-30C;嗜熱菌通常在45-55C;在此三者中可參加時間變量.嗜冷菌通常在4-10C;別離嗜溫菌如鏈霉菌和小單胞菌一般培養(yǎng)714天；嗜熱菌如高溫放線菌只需12天.有時培養(yǎng)時間短會漏掉一些新的和不尋常的菌種,因此有人在30c和40c將培養(yǎng)時間延長1個月,結(jié)果別離出一些不尋常的種屬.菌落的選擇別離步驟中最容易受挫折和最耗時間的階段,菌落的選擇有三種方法：顯微鏡觀察別離不易區(qū)分同一屬的不同種.鋪菌法會使所需菌落污染,并且只能美平板一種試驗菌.復(fù)印平板法對不長抱子的鏈霉菌那么不能使用,也不適用于游動細(xì)菌的篩選.采用怎樣的選擇菌落方式取決于篩選的最終目的.小結(jié)：內(nèi)容包括兩個局

17、部：工業(yè)常用微生物的種類及用途；微生物選擇別離的原理、步驟和開展的方法.第三講菌種的來源教學(xué)內(nèi)容：2-1菌種的來源§2-1-4重要工業(yè)微生物的別離2-2菌種選育§2-1-1自然選育§2-1-2誘變育種§2-1-3抗噬菌體菌株的選育目的要求：1.掌握工業(yè)微生物的別離方法,菌種選育的自然選育和誘變育種法2.了解抗噬菌株的選育過程教學(xué)重點和難點：1、工業(yè)微生物的別離方法2、菌種選育的自然選育和誘變育種法教學(xué)方法：課堂講授為主,自學(xué)結(jié)合內(nèi)容提要及課時分配：1、重要工業(yè)微生物的別離30'2、自然選育20'3、誘變育種30'4、抗噬菌體菌株的

18、選育20'作業(yè)：簡述誘變育種的一般步驟主講教師：授課班級：生物08班授課日期：2021.9.14導(dǎo)入新課：提問微生物選擇選性別離的相關(guān)內(nèi)容2.2.3重要工業(yè)微生物的別離篩選具有潛在工業(yè)應(yīng)用價值的微生物的第一個階段是別離,別離是指獲得純的或混合的培養(yǎng)物.接著篩選出那些能產(chǎn)生所需產(chǎn)物或具有某種生化反響的菌種.在篩選所需菌種時宜考慮：1菌的營養(yǎng)特性；2菌的生長溫度,應(yīng)選擇溫度高于40C的菌種；3菌對所采用的設(shè)備和生產(chǎn)過程的適應(yīng)性；4菌的穩(wěn)定性；5菌的產(chǎn)物的率；6容易從培養(yǎng)液中回收產(chǎn)物；理想的別離步驟是從土壤環(huán)境開始的,土壤中富于各種別離的菌.設(shè)計的別離步驟應(yīng)有利于具有工業(yè)重要特征的菌的生長.

19、2.2.3.1 施加選擇壓力的別離方法富集液體培養(yǎng)只能增加混合菌群中所需菌株數(shù)量的一種技術(shù).方法的原理是：給混合菌群提供一些有利于所需菌種生長或不利于其他菌型生長的條件.供給特殊基質(zhì)或參加某些抑制劑.液體培養(yǎng)分批富集,連續(xù)富集固體培養(yǎng)基的使用常用于別離某些酶產(chǎn)生菌,其選擇培養(yǎng)基中常含有所需的基質(zhì),以便促進(jìn)酶產(chǎn)生菌的生長.2.2.3.2 隨機(jī)別離方法有些微生物的產(chǎn)物對產(chǎn)生菌的篩選沒有任何選擇性優(yōu)勢,可以用采用隨機(jī)別離法獲得所需菌種.隨機(jī)別離法開展了一些快速篩選方法和歸納出高產(chǎn)培養(yǎng)基成分的選擇性準(zhǔn)那么如下：制備一系列培養(yǎng)基,其中有各種類型的養(yǎng)分成為生長限制因素；使用一聚合或復(fù)合形式的生長限制養(yǎng)分；

20、防止使用容易同化的碳；確定含有所需的輔因子,參加緩沖液以減少pH變化.例如：抗生素產(chǎn)生菌的篩選；藥理活性化合物的篩選；生長因子產(chǎn)生菌的篩選；多糖產(chǎn)生菌的篩選.2.3菌種選育目前菌種選育常采用自然選育和誘變育種等方法,隨著微生物學(xué)、生化遺傳學(xué)的開展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合、原生質(zhì)體融合、代謝調(diào)控和基因工程較為定向的方法.經(jīng)典育種：自然選育和誘變育種.菌種選育常采用.定向育種：轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)導(dǎo),接合,原生質(zhì)體融合,代謝調(diào)控,基因工程.2.3.1 自然選育生產(chǎn)中,不經(jīng)過人工處理,利用菌種的自然突變而進(jìn)行菌種篩選的過程叫自然選育.一般認(rèn)為引起自然突變的原因有兩個：多因素低劑量的誘變效應(yīng)和互變異構(gòu)效應(yīng).自然突變

21、有兩種情況：菌種衰退,對生產(chǎn)無利的突變,對生產(chǎn)有利的突變的.自然選育優(yōu)缺點：優(yōu)點：是簡單易行；缺點：效率低、進(jìn)展慢.2.3.2 誘變育種2.3.2.1 誘變育種的根本原理變育種的理論根底是基因突變.突變是指由于染色體和基因本身的變化而產(chǎn)生的遺傳性狀的變異.誘發(fā)突變是指用各種物理、化學(xué)因素人工誘發(fā)的基因突變.其中誘發(fā)突變的變異幅度大大高于自然突變.誘變因素的種類很多,有物理的、化學(xué)的和生物的三大類.2.3.2.2 誘變育種的一般步驟誘變育種的整個流程包括：誘變和篩選兩個局部.誘發(fā)所形成的突變與菌種本身的遺傳背景、誘變劑種類及劑量的選擇和合理使用方法均有密切的關(guān)系.2.3.2.3 誘變育種工作中應(yīng)

22、該注意的幾個問題選擇好出發(fā)菌種復(fù)合誘變因素的使用劑量的選擇變異菌株的篩選高產(chǎn)菌株的獲得需要篩選條件的配合2.3.2.4 幾種物理、化學(xué)誘變劑的使用方法紫外線、快中子、氮芥、亞硝酸、航天育種2.3.3 抗噬菌體菌株的選育2.3.3.1 噬菌體的分布凡有寄主細(xì)胞的地方,一般容易找到相應(yīng)的噬菌體.2.3.3.2 抗噬菌體菌株的選育細(xì)菌的抗性是基因突變的結(jié)果抗噬菌體菌株選育的幾種方法根據(jù)基因突變規(guī)律,可采用自然突變和誘發(fā)突變等.抗噬菌體菌株的特性試驗抗噬菌體性狀的穩(wěn)定性試驗；抗性菌株的產(chǎn)量試驗；真正抗性和溶源性的區(qū)別試驗.2.3.3.3 噬菌體的防治噬菌體感染會出現(xiàn)畸形菌絲,菌體迅速消失,pH上升,發(fā)

23、酵產(chǎn)物停止積累,甚至下降等現(xiàn)象.對于噬菌體的防治要做到以下幾點：正確判斷；普及有關(guān)噬菌體的知識；選育抗噬菌體菌株；(4)消滅噬菌體；收集和保存噬菌體.小結(jié)：內(nèi)容包括兩個局部：菌種的來源一一重要工業(yè)微生物的別離；菌種的選育.重點掌握菌種來源一一重要工業(yè)微生物的別離(施加選擇壓力別離法、隨機(jī)別離法).菌種自然選育和誘變育種的原理、方法及根本步驟.了解抗噬菌株的選育過程及考前須知.第四講菌種的來源教學(xué)內(nèi)容：2-2菌種選育§2-2-4雜交育種§2-2-5原生質(zhì)體融合技術(shù)§2-2-6DNA重組技術(shù)目的要求：1.了解菌種選育的方法：雜交育種、原生質(zhì)體融合、DNA重組技術(shù)等方法

24、的原理2.了解幾種育種方法的應(yīng)用教學(xué)重點和難點：1、雜交育種2、原生質(zhì)體融合技術(shù)教學(xué)方法：課堂講授為主,自學(xué)結(jié)合內(nèi)容提要及課時分配：1、雜交育種50'2、原生質(zhì)體融合技術(shù)30'3、DNA重組技術(shù)20'作業(yè)：微生物菌種選育的方法及特點.主講教師：授課班級：生物08班授課日期：2021.9.16導(dǎo)入新課：生物反響過程原理篇2.3.4 雜交育種雜交育種是指將兩個基因因不同的菌株經(jīng)吻合或接合是遺傳物質(zhì)重新組合,從中別離和篩選具有新性狀的菌株.雜交育種的目的在于：1通過雜交使不同菌株的遺傳物質(zhì)進(jìn)行交換和重新組合,從而改變原有菌株的遺傳物質(zhì)根底,獲得重組體；2可以通過雜交把不同菌株

25、的優(yōu)良性能集中于重組體中,克服長期用誘導(dǎo)劑處理造成的菌株的生活水平下降等缺陷；3通過雜交,可以擴(kuò)大變異范圍,改變產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,甚至出現(xiàn)新品種；4分析雜交結(jié)果,可以總結(jié)遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和傳遞規(guī)律,促進(jìn)遺傳學(xué)理論的開展.微生物雜交育種所使用的配對菌株稱為直接親本.直接親本菌株應(yīng)帶有適應(yīng)的遺傳標(biāo)記.常用的遺傳標(biāo)記有顏色、營養(yǎng)要求和抗藥性等.營養(yǎng)標(biāo)記菌株是最長用的遺傳標(biāo)記之一.2.3.4.1 細(xì)菌的雜交細(xì)菌的接觸是導(dǎo)致基因重組的必要條件.細(xì)菌雜交可以通過F因子轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等發(fā)生重組,但育種獲得成功的報道不多.受體細(xì)胞接受供體細(xì)胞內(nèi)抽提得DNA而進(jìn)行的基因重組稱轉(zhuǎn)化.通過噬菌體載體,DNA從一個細(xì)

26、胞轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞而進(jìn)行的基因重組稱轉(zhuǎn)導(dǎo).細(xì)胞結(jié)合融合之后重組,質(zhì)粒介導(dǎo)的結(jié)合作用稱F因子轉(zhuǎn)移.雄體供體局部遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雌體受體細(xì)胞中.質(zhì)粒自我限制轉(zhuǎn)移的過程稱為接合.在E.coli中接合性質(zhì)粒家族稱為F因子F為致育因子例A-B+lac-SMrT1s+A+B-lac+SMsT1rA+B+lac+SMT1r2.3.4.2 放線菌雜交育種2.3.4.2.1 原理放線菌只有一條環(huán)狀染色體.大體有四種遺傳體系：1異核現(xiàn)象,異核體：同一條軍銜活細(xì)胞中含有不同基因型的細(xì)胞核.2接合現(xiàn)象相同細(xì)胞質(zhì)里不同基因型細(xì)胞核在雙方增殖過程中發(fā)生局部染色體的轉(zhuǎn)移或遺傳信息的交換.接合現(xiàn)象導(dǎo)致局部合子的形成.3異核系的形成局部合子形成后,接著就產(chǎn)生雜核的無性繁殖系經(jīng)一次單交換形成即異核染色體組.(4)重組體的形成異核系不穩(wěn)定,在菌落生長過程中,二體區(qū)的不同位置發(fā)生交換后,能產(chǎn)生重組體細(xì)抱子,能長出各類型的別離子.2.3.4.2.2 放線菌雜交技術(shù)現(xiàn)常用的放線菌雜交方法主要有三種：混合培養(yǎng)法、平板雜交法和玻璃紙轉(zhuǎn)移法.2.3.4.3 霉菌的雜交育種2.3.4.3.1 準(zhǔn)性生殖過程準(zhǔn)性生殖：指真菌中部通過有