現(xiàn)代生物技術(shù)概述

1、現(xiàn)代生物技術(shù)概述Modern Biotechnology實驗室守則v實驗室安全須知微生物安全使用須知什么是生物技術(shù)？1 1、生物技術(shù)、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、動物、植物作為反應(yīng)器，將物料進行加工，微生物、動物、植物作為反應(yīng)器，將物料進行加工，以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)。以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)。2 2、現(xiàn)代生物工程：、現(xiàn)代生物工程： 發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程、基因工發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程程、蛋白質(zhì)工程生物技術(shù)現(xiàn)狀如何？ v世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 （20012001統(tǒng)計數(shù)據(jù)）

2、統(tǒng)計數(shù)據(jù)）全球生物技術(shù)公司全球生物技術(shù)公司42844284家家 ；美國；美國14571457家。家。全球收入全球收入384.7384.7億美元；美國億美元；美國253.19253.19億美元億美元 全球研發(fā)費用全球研發(fā)費用164.27164.27億美元；美國億美元；美國115.32115.32億美元億美元v我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀300300家公司，有能力生產(chǎn)的家公司，有能力生產(chǎn)的150150家，上市家，上市4040多家。多家。產(chǎn)品總銷售額產(chǎn)品總銷售額200200億億RMBRMB。細(xì)胞工程v植物細(xì)胞工程：植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞植物細(xì)胞工程：植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交，用來繁

3、殖和培育新品種。雜交，用來繁殖和培育新品種。 白菜白菜-甘藍(lán)是植物體細(xì)胞雜交的成果。甘藍(lán)是植物體細(xì)胞雜交的成果。v動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程:細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、單克隆細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、單克隆抗體的產(chǎn)生、胚胎移植、核移植等?？贵w的產(chǎn)生、胚胎移植、核移植等。 如：克隆羊多利是核移植的成果。如：克隆羊多利是核移植的成果。發(fā)酵工程v概念概念 指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段,利用微生物的某些特定功利用微生物的某些特定功能能,為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品或直接把微生物應(yīng)用于工為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù).v應(yīng)用：應(yīng)用：微生物菌體生產(chǎn)微生物菌

4、體生產(chǎn)v如利用酵母制作面包、利用再生資源生產(chǎn)飼料如利用酵母制作面包、利用再生資源生產(chǎn)飼料蛋白、利用微生物細(xì)胞作為生物催化劑等蛋白、利用微生物細(xì)胞作為生物催化劑等微生物代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)微生物代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用在食品工業(yè)上的應(yīng)用在食品工業(yè)上的應(yīng)用微生物機能的利用微生物機能的利用蛋白質(zhì)工程v對蛋白質(zhì)進行加工改造。如：改變個別氨基對蛋白質(zhì)進行加工改造。如：改變個別氨基酸的種類來改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。酸的種類來改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。酶工程v利用酶所具有的生物催化功能利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并

5、應(yīng)用于社會生活的一門技術(shù)。生活的一門技術(shù)。v它包括它包括酶制劑酶制劑的制備、酶的固定化、酶的修的制備、酶的固定化、酶的修飾與改造等方面內(nèi)容。飾與改造等方面內(nèi)容。v酶工程的應(yīng)用，主要集中于酶工程的應(yīng)用，主要集中于食品工業(yè)食品工業(yè)，輕工輕工業(yè)業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。如：加酶洗衣粉以及醫(yī)藥工業(yè)中。如：加酶洗衣粉基因工程v2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代隨著年代隨著DNADNA重組技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展重組技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展出來。出來。v對基因進行加工，使生物體發(fā)展成為新的有對基因進行加工，使生物體發(fā)展成為新的有機生物體。機生物體。v各種生物工程在實施上大多離不開基因工程各種生物工程在實施上大多離不開基因工程手段，現(xiàn)代

6、生物技術(shù)中，主要的是基因工程。手段，現(xiàn)代生物技術(shù)中，主要的是基因工程?；蚬こ潭x 基因工程基因工程(gene engineering)(gene engineering) 又稱轉(zhuǎn)基因技術(shù)又稱轉(zhuǎn)基因技術(shù)(gene manipulation),(gene manipulation),重組重組DNA(recombinant DNA)DNA(recombinant DNA)?；蚬こ淌且曰蚬こ淌且苑肿舆z傳學(xué)為理論基礎(chǔ)分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ), ,以分子生物學(xué)和微生以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段, ,將不同來源的基因?qū)⒉煌瑏碓吹幕?DNA(DNA分子分子), ), 按預(yù)先設(shè)

7、計的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建按預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種雜種DNADNA分子分子, ,然后導(dǎo)入活細(xì)胞然后導(dǎo)入活細(xì)胞, , 以改變生物以改變生物原有的遺傳特性原有的遺傳特性, ,獲得新品種獲得新品種, , 生產(chǎn)新產(chǎn)品生產(chǎn)新產(chǎn)品, , 或是研究基因的結(jié)構(gòu)和功能?；蚴茄芯炕虻慕Y(jié)構(gòu)和功能。轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因蠶轉(zhuǎn)基因蠶轉(zhuǎn)基因猴轉(zhuǎn)基因番茄問題操作水平基因工程操作的工具v將目的基因片斷從受體細(xì)胞內(nèi)提取，將目的基因片斷從受體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的剪刀需要基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶。限制性核酸內(nèi)切酶。v將目的基因與質(zhì)粒將目的基因與質(zhì)粒DNADNA連接，連接，需要基因的針線需要基因的針線DNADNA連接

8、酶。連接酶。v將目的基因運入大腸桿菌，將目的基因運入大腸桿菌，需要基因的運輸工具需要基因的運輸工具運載體。運載體。1、限制性內(nèi)切酶作用過程一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列酶分布在細(xì)菌中特點特異性被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？基因的針線：DNA連接酶 被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？DNA連接酶 另一類是切割部位也有特異性的，在某一部位進行平切，切割部位不形成粘性末端。 DNA連接酶磷酸二酯鍵，不是氫鍵。磷酸二酯鍵，不是氫鍵。運載體運載體質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì) ?；虿僮鞯幕静襟E提取目的基因的方法將需要的基因從供體生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來將需要的基因從

9、供體生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來人工基因合成法目的基因與運載體結(jié)合-形成重組DNA 2 2、人工基因合成法、人工基因合成法目的基因與運載體結(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)一個切口，將目的基因插入割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，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切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在黏性末端互補配對后，在DNADNA連接酶的作用下連接酶的作用下連接形成重組連接形成重組DNADNA分子分子將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞并擴增v基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞等。如用質(zhì)粒草桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞等。如用質(zhì)粒作運載體作運載體, ,則選大腸桿菌為受體細(xì)胞則選大腸桿菌為受體細(xì)胞v導(dǎo)入受體細(xì)胞常用的方法是借鑒細(xì)菌或者病導(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。通常還要對一些受體細(xì)毒侵染細(xì)胞的途徑。通常還要對一些受體細(xì)胞進行增大通透性的處理。胞進行增大通透性的處理。v目的基因可以隨著受體細(xì)胞進行快速的繁殖，目的基因可以隨著受體細(xì)胞進行快速的繁殖，在很短的時間內(nèi)獲得大量的基因。在很短的時間內(nèi)獲得大量的基因。篩選含有目的基因的受體細(xì)胞 前三步的處理