2013浙科版選修1第四部分《實(shí)驗(yàn)十一植物的組織培養(yǎng)》課件5

1、現(xiàn)代生物技術(shù)概述Modern Biotechnology什么是生物技術(shù)？1、生物技術(shù) 生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，以微生物、動(dòng)物、植物作為反響器，將物料進(jìn)行加工，以提供產(chǎn)品為社會(huì)效勞的技術(shù)。2、現(xiàn)代生物工程： 發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程= 生物工程生物技術(shù)現(xiàn)狀如何？ 世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 2001統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)全球生物技術(shù)公司4284家 ；美國(guó)1457家。全球收入億美元；美國(guó)億美元 全球研發(fā)費(fèi)用億美元；美國(guó)億美元我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀300家公司，有能力生產(chǎn)的150家，上市40多家。產(chǎn)品總銷售額200億RMB?；蚬こ?0世紀(jì)70年代隨著DNA重組技術(shù)的出現(xiàn)而開展出來(lái)。

2、對(duì)基因進(jìn)行加工，使生物體開展成為新的有機(jī)生物體。是生物工程四兄弟中開展最迅速，威力最大的一個(gè)。 各種生物工程在實(shí)施上大多離不開基因工程手段，現(xiàn)代生物技術(shù)中，主要的是基因工程。 基因工程(gene engineering) 又稱基因操作(gene manipulation),重組DNA(recombinant DNA)。基因工程是以分子遺傳學(xué)為理論根底,以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段,將不同來(lái)源的基因(DNA分子), 按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子,然后導(dǎo)入活細(xì)胞, 以改變生物原有的遺傳特性,獲得新品種, 生產(chǎn)新產(chǎn)品, 或是研究基因的結(jié)構(gòu)和功能。轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚 這種蠶被導(dǎo)入

3、了水母、珊瑚等的熒光蛋白質(zhì)基因，所結(jié)的繭在自然光照射下呈淡綠色或粉色，但經(jīng)藍(lán)色發(fā)光二極管等光線照射后，通過(guò)濾鏡觀察那么呈熒光色。該成果有望應(yīng)用于衣料及家裝等領(lǐng)域。 由于以前用熱水煮繭抽絲的方法會(huì)破壞熒光蛋白質(zhì)，研究組在低于60度的真空鍋中參加藥劑煮繭抽絲。 此外，研究組還培養(yǎng)出了新的轉(zhuǎn)基因蠶，這種蠶吐出的絲比普通絲細(xì)一成且不易斷，還具有易于粘合細(xì)胞的性質(zhì)。據(jù)稱這一成果有望被應(yīng)用于人造血管等領(lǐng)域據(jù)日本共同社報(bào)道，日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所與群馬縣蠶絲技術(shù)中心等研究組10月24日宣布成功大量培養(yǎng)出了可結(jié)出熒光色蠶繭的轉(zhuǎn)基因蠶，并研發(fā)出了能保持發(fā)光特性而將蠶繭轉(zhuǎn)為生絲的方法研究組通過(guò)屢次對(duì)轉(zhuǎn)基因蠶進(jìn)行交

4、配，解決了蠶繭較小的缺點(diǎn)，并培養(yǎng)出含綠、紅、橙3色熒光蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因蠶各兩三萬(wàn)只。為人類最終戰(zhàn)勝糖尿病、乳腺癌、愛滋病、帕金森氏癥和艾滋病等頑癥提供幫助。 世界上首例轉(zhuǎn)基因靈長(zhǎng)類動(dòng)物轉(zhuǎn)基因猴“安迪完成此項(xiàng)研究的美國(guó)俄勒岡保健科學(xué)大學(xué)提供的新聞公報(bào)稱，這只名為“安迪Andi的恒河猴于2000年10月2日誕生，它是由一粒被植入追蹤基因的未受精卵孕育而成的轉(zhuǎn)基因猴。它目前健康活潑，與另外兩只小猴生活在特制的“公寓里。俄勒岡州波特蘭市俄勒岡衛(wèi)生科技大學(xué)俄勒岡區(qū)域靈長(zhǎng)類研究中心的專家沙藤說(shuō)：“舉例而言，我們可以輕易的植入老年癡呆癥基因，以加速開展出治療此種疾病的疫苗。轉(zhuǎn)基因番茄以色列研究人員日前宣布，他

5、們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出一種具有檸檬和玫瑰香味的新品種番茄。生成類胡蘿卜素的其他農(nóng)作物和花也可以像番茄一樣，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變氣味和口味。 吃個(gè)番茄也能抗乙肝，這絕非天方夜譚。每天坐在家里，吃上三五只西紅柿，人們體內(nèi)就能產(chǎn)生乙型肝炎病毒的抗體，到達(dá)和注射疫苗一樣的效果。 中國(guó)農(nóng)科院生物研究所有關(guān)研究人員指出，“利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)乙型肝炎口服疫苗是國(guó)家863高新生物技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)研究，該項(xiàng)研究經(jīng)過(guò)研究人員的共同努力，現(xiàn)已取得重大成果，科研人員在研制出轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后，現(xiàn)又將乙型肝炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功導(dǎo)入西紅柿并獲得穩(wěn)定和高效表達(dá)，這就意味著，人們不必忍痛，輕松地吃幾個(gè)西紅柿就能將談之色變的

6、乙型肝炎輕松拒之于身外。 問題：1.已學(xué)過(guò)的育種方法有哪些？雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)2.基因工程方法育種的優(yōu)越性表達(dá)在哪里?能定向改造生物的性狀3.什么是基因工程? 基因工程的原理是什么?1、基因工程： 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù) 通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。2、原理：通過(guò)基因重組技術(shù),讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定和高效表達(dá)3、操作水平：4、結(jié)果：DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。想一想為什么能把一種生物的基因“嫁接到另一種生物上？

7、推測(cè)這種“嫁接怎樣才能實(shí)現(xiàn)？DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)DNA都是由四種脫氧核苷酸形成的規(guī)那么的雙螺旋結(jié)構(gòu)基因工程操作的工具將目的基因片斷從受體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶。將目的基因與質(zhì)粒DNA連接，需要基因的針線DNA連接酶。將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體。1、限制性內(nèi)切酶作用過(guò)程限制性核酸內(nèi)切酶一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列限制性核酸內(nèi)切酶2、分布：主要在細(xì)菌中。3、特點(diǎn)： 特異性， 即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)例如：大腸桿菌的一種限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開4、結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DN

8、A是否具有相同的黏性末端？基因的針線：DNA連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？用同種限制酶切割DNA連接酶磷酸二酯鍵，不是氫鍵。1、連接酶的作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。2、連接的部位：運(yùn)載體要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的

9、工具就是運(yùn)載體1、條件：能自我復(fù)制含有限制性內(nèi)切酶的位點(diǎn)含有篩選標(biāo)記，一般為抗性基因能啟動(dòng)外源目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存2、種類：細(xì)菌、酵母質(zhì)粒、改造和修飾后的噬菌體、病毒DNA質(zhì)粒是能自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子質(zhì)粒質(zhì) 粒標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)基因操作的根本步驟獲取目的基因形成重組DNA分子將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4.篩選含有目的基因的受體細(xì)胞5.目的基因的表達(dá)將需要的基因從供體生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)取 出DNA用限制酶切斷DNA 目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。提取目的基因的方法1

10、、直接別離基因 2、人工基因合成法直接合成法：某基因的序列的前提下,可以用化學(xué)方法合成或 用PCR技術(shù)擴(kuò)增大量獲取目的因.(如胰島素基因)想一想:還有其他的方法可以合成目的基因嗎?逆轉(zhuǎn)錄法:以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。DNA合成儀PCR擴(kuò)增儀目的基因與運(yùn)載體結(jié)合-形成重組DNA 用限制酶切割目的基因和用相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在DNA連接酶的作用下連接形成重組DNA分子提取質(zhì)粒并用限制酶切割用連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞并擴(kuò)增基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。如用質(zhì)粒作運(yùn)載體,那么選大腸桿菌為受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞常用的方法是借鑒細(xì)菌或者病毒侵染細(xì)胞的途徑。通常還要對(duì)一些受體細(xì)胞進(jìn)行增大通透性的處理。目的基因可以隨著受體細(xì)胞進(jìn)行快速的繁殖，在很短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的基因。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增篩選含有目的基因的受體細(xì)胞 前三步的處理十分繁鎖，為保證目的基因得到有效利用，通常用大量的受體細(xì)胞