《植物生物技术概论》2
《生物技术概论》课程总复习
2 根据目的基因转录产物（mRNA）鉴定重组子
Northern杂交 RT-PCR：
3 根据目的基因翻译产物（蛋白质、酶、多肽）鉴 定重组子Western
PPT文档演模板
《生物技术概论》课程总复习
基因工程的一般步骤(目的基因未知）
生物材料
mRN工合成 克隆载体
PPT文档演模板
制作过程
《生物技术概论》课程总复习
•第三节 动物细胞工程
•1. 动物细胞、组织培养技术
•生长特点：贴壁生长，接触抑制 •细胞株 •细胞系
PPT文档演模板
《生物技术概论》课程总复习
• 2. 动物细胞融合技术
•动物细胞融合的途径： • 病毒诱导、化学诱导、电激诱导
•淋巴细胞杂交瘤产生单克隆抗体技术： • 单克隆抗体 • 单克隆抗体的制备过程
重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留 复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成 一个循环需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增放 大几百万倍。
电泳
PPT文档演模板
《生物技术概论》课程总复习
目的基因导入受体细胞
•方法：
•转化：通过生物学、物理学和化学等方法使外源裸露 DNA进入受体细胞，并整合到受体染色体组，在受体 内稳定维持和表达的过程。
•酶的制备技术(破碎细胞、溶剂抽提、离心分离、过滤 、浓缩、 干燥); •纯化与精制的方法（酶分子大小、电荷性质、专一性结合特 性）；
•第三节 酶分子的改造 •酶分子的修饰方法
PPT文档演模板
《生物技术概论》课程总复习
•第四节 酶的固定化技术
•固定化酶（细胞）的优点（不溶于水，便于分离；能回收、 反复使用；稳定性；生产自动化；但不会持续维持生产能力逐 渐提高） •酶固定化方法（载体结合、共价交联、包埋） •细胞固定化方法（直接法，包埋法，物理吸附法）
生物技术概论第二版答案
⽣物技术概论第⼆版答案第⼀章1、现代⽣物技术是⼀项⾼技术，它具有⾼技术的“六⾼”特征是指哪“六⾼’’?⾼成长率；⾼利润；⾼风险率；⾼变化率；⾼知识⽔平2、什么是⽜物技术、它包括哪些基本的内容’它对⼈类社会将产⽣怎么样的影响?⽣物技术是指⼈们以现代⽣命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采⽤先进的⼯程技术⼿段，按照预先的设计改造⽣物体或加⼯⽣物原料，为⼈类⽣产出所需产品或达到某种⽬的。
⽣物技术主要包括基因⼯程、细胞⼯程、两⼯程、发酵⼯程和蛋⽩质⼯程等新技术。
⽣物技术被世界各国观为⼀项⾼新技术，它⼴泛应⽤于医药卫⽣、农林牧渔、轻⼯、⾷品、化⼯和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成，对⼈类社会⽜活特产⽣深远的⾰命性的影响：⽣物技术对于提⾼国⼒，迎接⼈类所⾯临的诸如⾷品短缺、健康问题、环境问题及经济问题的挑战是⾄关重要的；⽣物技术是现实⽣产⼒，也是具有巨⼤经济效益的潜在⽣产⼒，它将是21世纪⾼技术⾰命的核⼼内容。
3、为什么说⽣物技术是⼀门综合性的学科，它与其他学科商什么关系?⽣物技术是由多学科综合⽽成的⼀门新学科。
就⽣物科学⽽⾔，它包括了微⼩物华、⽣物化学、细胞⽣物学、免疫学、育种技术等⼏乎所有增⽣命科学有关的学科，特别是现代分⼦⽣物学的最新理论成就更是⽣物技术发展的基础。
4、简要说明⽣物技术的发展史以及现代⽣物技术与传统⽣物技术的关系。
传统⽣物技术在⽯器时代后朗．我国⼈民就会利⽤⾕物造酒，这是最早的发酵技术。
在公元前221年，周代后期，我国⼈民就能制作⾖腐、酱和酷，并⼀直沿⽤⾄今。
公元lo世纪，我国就有了预防灭花的活疫苗；到了明代，就已经⼴泛地种植痘苗以预防天花。
16世纪，我国的医⽣已经知道被疯狗咬伤可传播狂⽝病。
在西⽅，苏美尔⼈和巴⽐伦⼈在公元前6000年就已开始啤酒发酵。
埃及⼈则在公元前4000年就开始制作⾯包：现代⽣物技术现代⽣物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建⽴为标志的。
《生物技术概论》书本复习思考题参考答案
一、生物技术总论1.现代生物技术是一项高新技术,它具有高新技术的“六高”特征是指哪“六高”高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能;2.什么是生物技术,它包括那些基本的内容它对人类社会将产生怎样的影响生物技术,有时也称生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的;生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工,以提供产品来为社会服务的技术;它主要包括发酵技术和现代生物技术;其包括：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程,现代生物技术发展到高通量组学芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术;生物技术设计人类各个的层面,大到人类基因组的研究,小到我们平时吃到的米饭,在医药、动植物设计广泛,在电子产品中也有运用到生物技术;3.为什么说生物技术是一门综合性的学科,它与其他学科有什么关系因为生物技术设计到很多个方面,有医药、林农业、食品、环境、能源、化学品、设等等,不仅仅是局限于生物这一方面,例如研究使用到了高科技电子设备,两者必须结合才能进行研究,生物分子学也被运用到计算机的研发中去;4.简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系;现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而加快发展起来的;两者的差别：传统生物技术的研究水平是细胞或组织水平,现代生物技术的研究水平是在分子水平;两者的关系：现代生物技术的研究是以传统生物技术为基础;现代生物技术的研究能够促进传统生物技术研究;5. 生物技术的应用包括那些领域其涉及到：农业、食品、人类健康、能源问题、环境问题、工业、金属、军事、电子二、基因工程1. 基因工程研究的理论依据是什么不同基因具有相同的物质基础；基因是可以切割的；基因是可以转移的；多肽与基因之间存在对应关系；遗传密码是通用的；基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代;2. 简述基因工程研究的基本技术路线;通过基因文库筛选、PCR扩增或人工化学合成等手段获得目的基因；构建所需基因载体；目的基因与载体在体外重组后导入受体细胞,进行增值或表达等;3. 简述限制性内切酶和DNA连接酶的作用机制;限制性内切酶是特异性地打断磷酸二酯键；DNA连接酶是特异性地形成磷酸二酯键;4. 在什么情况下最好使用粒载酶或γ噬菌体载体或cosmid载体γ噬菌体载体适用于建立cDNA基因文库；cosmid载体适用于克隆大片段的外源DNA片段,所以被广泛地用于构建基因文库;5. 阐述人工染色体作为载体的特点;天然染色体基本功能单位包括复制起始点、着丝粒和端粒;复制起始点,保证了染色体复制,着丝粒保证了染色体分离,端粒封闭了染色体末端,防止粘附到其他断裂端,保证了染色体的稳定存在;6. 简述染色体定位整合克隆载体的应用价值;应用于生命科学的各个领域,包括构建生物基因组文库,研究基因表达和调控等重要的生命现象,推动医、农、林、牧、渔等产业的发展,甚至与环境保护有密切的联系;三、细胞工程1.如何从一片嫩叶经组织培养出众多的完整植株首先,将嫩叶细胞成为一个原生质体,然后脱分化,再进行再分化,在良好的环境中进行培育,得到完整的植株;2.如何从植物细胞培养中获得较高的次生代谢物产量1.选择良好的外植体；2.高产细胞系的选育；3.培养条件的优化；4.提高培养技术水平；5.前体物的适当添加；6.抑制剂的适量使用;3.单倍体植株形单体弱,为什么还有不少科学家热衷于诱发产生单倍体植株对于植株来说,缩短育种年限,易得纯种;对人类来说,在无性繁殖这方面有无限的可能;4.什么叫植物原生质体如何进行植物原生质体的融合脱去细胞壁的细胞叫原生质体,两亲本菌株的选择和遗传标记的制作选择不同的营养缺陷型；原生质体的制备高渗条件；原生质体再生测定再生率；融合PEG、离心沉淀、电脉冲等；融合子的检出直接检出法和间接检出法；实用性菌株的筛选5.可以采取那些途径脱去植物体内的病毒如何检测植株中是否还有病毒1.用植物的根尖或茎尖,进行无性繁殖；2. 有性脱毒,利用植株的种子;6.人工种子包括哪几部分如何制备人工种子一般都是由人工种皮、人工胚乳和胚状体三部分构成;将其某些植物细胞在试管中培育成胚状体,再用富含营养物质和其他必要成分的凝胶物将胚状体包裹起来,制成人工种子;7.怎样才能在体外大量培育哺乳动物细胞1.无菌操作取出目地细胞所在组织,以培养液漂洗干净；2.以锋利无菌道具割舍多余部分,切成小组织块；3.将小组织块置解离液离散细胞；4.低速离心洗涤细胞后,将目的细胞吸移至培养液内培养;8.如何获得能在体外大量生长、分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞克隆实验前数周分次用特异抗原免疫实验动物,得到大量的B淋巴细胞的脾细胞后,将骨髓瘤细胞和脾细胞以聚乙二醇法进行融合;再帅选出合适的杂合细胞进行繁殖;9.如何用体细胞克隆出一只哺乳动物克隆动物有什么积极意义先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中,利用微电流刺激等使两者融合为一体,然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎,当胚胎发育到一定程度后,再被植入动物子宫中使动物怀孕,便可产下与提供细胞核者基因相同的动物;10.开展干细胞研究对人类有何积极意义在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞,并以这样的干细胞为“种子”,培育出一些人的组织器官;干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用,将产生一种全新的医疗技术,也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官,从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官,来替换自身病变的或衰老的组织器官;假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官,那么,这位老年人的寿命就可以得到明显的延长;11.有什么方法可以去除革兰阳性细菌、革兰阳性细菌和真菌的细胞壁革兰阳性细菌：植物细胞壁用纤维素酶和果胶酶；真菌：用溶菌酶四、发酵工程1.微生物发酵产物有哪几种类型酒类、醋、酱油、酸奶、醪糟、面包、糖果、果汁、罐头2.发酵培养基有哪些成分组成发酵培养基的组成应丰富、完全,碳、氮源要注意速效和迟效的互相搭配,少用速效营养,多加迟效营养；还要考虑适当的碳氮比,加缓冲剂稳定pH值；并且还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需要的元素、前体和促进剂等;除有菌体生长所必需的元素和化合物外,还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等;3.比较分批发酵、连续发酵和补料分批发酵的优缺点分批发酵：能迅速获得足够量的菌体细胞后,延长稳定期,从而提高产量；连续发酵：优点：1.维持低基质浓度：可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不至于加剧供氧的矛盾；2.避免培养基积累有毒代谢物；3.可以提高设备利用率和单位时间的产量,节省发酵罐的非生产时间；4.便于自动控制;缺点：1.长时间的连续培养难以保证纯种培养；2.菌种发生变异的可能性较补料分批发酵：优点：1.可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不至于加剧供氧的矛盾；2.克服养分的不足,避免发酵过早结束;4.下游处理过程分为哪几个步骤相应的分离方法有哪些分为分离、纯化、加工、剂型制备；分离方法：吸附法、离子交换法、沉淀法、萃取法、超滤法;5.简述青霉素的生产工艺;在冷冻管取材料至斜面母瓶进行孢子25摄氏度培养7天,得到大米孢子后,再进行25摄氏度孢子培养7天,移至一级种子罐进行种子培养40～45个小时,移至二级种子罐继续进行种子培养15小时,移至发酵罐进行24小时的发酵,放罐,冷至15摄氏度,最后提炼;五、酶工程1.酶有什么特性什么是酶工程专一性,高效性,常温性等；酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术;2.为什么要进行酶的修饰,酶的蛋白质工程是如何进行的酶的修饰能让酶更好的发挥催发的作用；从预期的酶功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列RNA→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列DNA3.酶固定方法有哪些,各有何优缺点通过将酶包埋于凝胶、微囊体内,或通过共价键、离子键或吸附连接至固相载体上,或通过交联剂使酶分子互相交联等方法使酶不溶或局限在一个有限的空间内;优点：酶固定化以后,既保持了酶的催化特性,又克服了游离酶的不足之处,使其具有一般化学催化剂能回收反复使用的优点,并在生产工艺上可以实现连续化和自动化;4.如何维持酶反应器恒定的生产力1.选择适合的大小；2.选择进行适合的酶反应；3.考虑好催化剂的机械强度和比重六、蛋白质工程1.简述蛋白质结构的基本组件;α—氨基酸按一定顺序结合形成一条多肽链,再由一条或一条以上的多肽链按照其特定方式结合而成的高分子化合物;2.简述氨基酸的基本理化性质;1.一般性质缬氨酸；2.紫外吸收性质；3.酸碱性质3.简述反向生物学的途径;先分离特定蛋白推测其基因或直接分离其基因,经克隆测序、表达,再研究其功能;4.举例说明对现有蛋白质进行改造的主要方法及其应用;1.胰蛋白酶：具有更高的专一性；2.金属硫蛋白；3.人白细胞介素-2；4.组织纤维蛋白溶酶原激活因子；5.枯草杆菌蛋白酶5.什么是蛋白质组学阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科;七、生物技术与农业1.现代植物生物技术与传统农业技术相比有何突出优越性试举例说明;例如,培养出抗逆性强的植株,使得农作物能够少受天灾的影响;2.基因工程抗虫棉已大面积应用与生产,同时也造成食棉昆虫的耐食性,如何看待这个问题并提出解决问题的途径;耐食性这个是个必然的结果,昆虫也有优胜劣汰,剩下来的都不是省油的灯,一般难以解决,毕竟是生物间的问题,顺其自然,才是回到自然的最好方法;3.简述开展水稻基因组计划的意义;人类赖以生存的农作物,水稻是一主要植物,水稻共有12条染色体,它们记录着与水稻的高产优质、美味香色以及与生长期、抗病抗虫、耐旱耐涝、抗倒伏等所有性状相关的遗传信息;因此,解析水稻基因组序列,是改进水稻品质、提高水稻产量的前提和基础;4.简述生物农药的意义,并列出几种常用的生物农药;生物农药更适合于扩大在未来有害生物综合治理策略中的应用比重;而且它选择性强,对人畜安全,对生态环境影响小,并可以诱发害虫流行病;5.动物转基因常用的外源基因导入方法有哪些各有何优缺点显微注射法：优点：准确、快捷;缺点：成本很高;体细胞核移植方法：优点：经济、有效;缺点：耗时;6.动物胚胎工程的主要技术包括哪些方面胎移植相关技术、动物克隆技术、转基因动物技术、胚胎干细胞技术7.生物技术在动物饲料工业上有哪些应用1.DNA重组生长激素的研究与应用；2.发酵工程研究与应用；3.寡肽、寡糖添加剂研究与应用；4.天然植物提取物的研究与应用；5.有机微量元素添加剂研究与应用；6.营养重分配剂研究与应用;8.畜禽基因工程疫苗有哪些类型1.基因工程亚单位苗；2.基因工程活载体苗；3.合成肽苗；4.基因缺失疫苗；5.基因疫苗;9.什么是动物生物反应器其应用前景如何动物生物反应器是利用转基因活体动物,高效表达某种外源蛋白的器官或组织,进行工业化生产功能蛋白质的技术;动物生物反应器的研究开发重点是动物乳腺反应器和动物血液反应器;即,把人体相关基因整合到动物胚胎里,使生出的转基因动物血液中,或长大后产生的奶汁中,含有人类所需要的不同蛋白质;这是当前生物技术的尖端和前沿研究项目;10.核移植技术将来在动物生产的应用上有哪些主要方面1.克隆具有巨大经济价值的转基因动物；2.快速扩大优良种畜；3.挽救濒危动物11.干细胞技术在动物生产上有何应用前景1.生产转基因的动物；2.生产克隆动物；3.研究细胞分化；4.研究发育的基因调控八、生物技术与食品1.什么是单细胞蛋白简述它的几种来源;单细胞蛋白,也叫微生物蛋白,它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体;因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团;2.举例说明食品发酵的用途;用以生产：白酒、啤酒、葡萄酒、黄酒、食醋、酱油、味精、发酵豆制品、发酵乳制品、发酵果蔬制品、柠檬酸、黄原胶及单细胞蛋白;3.谈谈现代生物技术在食品包装上的应用;根据现代生物技术的原理,食品包装分类方法很多;如按技法分为：防潮包装、防水包装、防霉包装、保鲜包装、速冻包装、透气包装、微波杀菌包装、无菌包装、充气包装、真空包装、脱氧包装、泡罩包装、贴体包装、拉伸包装、蒸煮袋包装等;4.食品检测中生物技术有哪些应用1.免疫学技术的应用；2.分子生物学技术的应用；3.生物传感器技术的应用;5.你对转基因食品有什么看法有利亦有弊,但选择它的是我们自己,所以,应该看到好的一面,也看到不好的一面,做出正确的选择;6.谈谈现代生物技术在食品工业上的应用和发展趋势;1.大力开发食品添加剂新品种；2.发展微生物的保健食品；3.螺旋藻食品；4.开发某些虫类高蛋白食品;九、生物技术与人类健康1.现代生物技术在医学领域中的应用主要包括哪些方面主要运用在疫苗的制作;2.现代生物技术生产的疫苗与传统生产的疫苗相比,有哪些优点1.更加的高效；2.目的性更好；3.副作用少3.目前已上市的基因工程疫苗主要用于哪些疾病类型的预防1.霍乱弧菌疫苗；2.麻风杆菌疫苗；3.幽门螺杆菌疫苗；4.虐原虫疫苗；5.血吸虫疫苗;4.疫苗研究经历了哪三个阶段第一代疫苗是用病原体减毒或弱化生产的疫苗;很多一直沿用至今,如破伤风疫苗、百日咳杆菌疫苗、白喉杆菌疫苗、结核杆菌疫苗卡介苗等;第一代疫苗对人们预防传染病的传播做出了不可磨灭的贡献;但第一代疫苗在生产和使用中具有不安全性及对某些传染病使用效果不够理想;20世纪70年代后开始生产第二代基因工程疫苗,即利用基因工程技术来生产的疫苗;基因工程疫苗是将病原体的抗原基因克隆到细菌或真核细胞内,利用细胞或其他细胞来生产病原体的抗原;因为不是生产病原体本身,所以在生产和使用上是安全的;20世纪90年代后进行第三代核酸疫苗DNA疫苗、基因疫苗的研究和生产;其原理是将控制抗原蛋白的基因直接转移到宿主细胞内,通过宿主细胞的表达系统表达抗原蛋白,诱导宿主产生免疫应答,达到预防和治疗疾病的目的;5.用于疾病诊断的现代生物技术主要有哪些技术类型1. ELISA技术；2.DNA诊断技术;6.ELISA技术主要适用于哪些疾病的诊断DNA诊断技术包括那些技术ELISA技术适用于传染病类的诊断：乙肝六项,丙肝,艾滋,梅毒,结核等;主要用于艾滋病检测;DNA诊断技术：DNA探针杂交技术；PCR技术；PCR-RFLP技术；PCR-ASO 技术；PCR-ELISA技术；PCR-SSCP技术；PCR-DGGE技术；LCR技术；RFLP-探针杂交技术；生物芯片技术;7.基因芯片有何优点生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域;它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开辟全新的途径,为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台;8.目前利用生物技术开发的药物有哪些类型为什么说基因工程药物的研究与开发具有巨大的应用潜力和十分诱人的前景开发的药物类型：抗生素；其他天然药物；基因工程药物；治疗性抗体;基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去,这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞,在受体细胞不断繁殖过程中,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物;所以非常有益处,很有发展前景;9.目前基因治疗技术主要用于哪些疾病类型的治疗1.单基因病；瘤苗与肿瘤；自杀基因治疗;10.疾病基因治疗有哪四大策略肿瘤的基因治疗有哪两种策略四大策略：基因置换；基因修正；基因修饰；基因失活;肿瘤的基因治疗两种策略：通过免疫系统杀灭癌细胞；对癌基因或抑癌基因进行修饰纠正;11.为什么说干细胞的应用将具有广阔的前景干细胞的用途非常广泛,涉及到医学的多个领域;目前,科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞,并以这样的干细胞为“种子”,培育出一些人的组织器官;干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用,将产生一种全新的医疗技术,也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官,从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官,来替换自身病变的或衰老的组织器官;假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官,那么,这位老年人的寿命就可以得到明显的延长;12.人类基因组计划的任务是什么将解决什么问题他对医学的发展有什么发展HGP任务；阐述人类全部基因的位置、功能、结构、表达调控方式以及疾病有关的变异;13.我国的人类基本组计划主要开展了哪些方面的工作承担了计划的1%,即人类3号染色体从D3S3610到端粒的30Mb区域的测序任务,并与2000年4月完成;14.你认为人类基因组计划将对人类产生什么样的影响1.了解基因组的表达及其调控；2;了解蛋白质组学；3.了解基因组多样性的研究；4.了解人类的起源和进化,对于生物医学会产生重大的影响;十、生物技术与能源1.简述开发新能源的必要性;化石能源不断衰竭,推测30～50年之内用完,到时将进入无能源时代,干净又高效的能源的寻找刻不容缓;2.如何利用微生物勘探石油和提高采油量利用微生物降解技术对油层中难以开采的沥青重组分进行降解,起到降低原油黏度作用,提高油床采收率;3.简述乙醇燃料能替代石油的依据;乙醇就是酒精,酒精自身能燃烧,能作为能源;4.简述人工生产甲醇能替代天然气的依据;甲醇还可以转化成二甲醚,可以大量替代天然气;5.谈谈你对未来能源的见解;首先,再靠化石燃料几乎不可能,但乙醇等这些也就是谈一谈,试一试,现在也只是参渗一部分进入到化石燃料中就行调和罢了,不如专力于太阳能的转化使用更好,毕竟太阳能现在还不能说的上是成功了,转化率很低,如果能达到20%,那么就已经很可观了;十一、生物技术与环境1.生物法处理污水或废水有哪几种常见的方法污水治理的意义何在1.稳定塘法；2.人工湿地处理系统法；3.污水处理土地系统法；4.活性污泥处理法；5.生物膜处理法;水的自然自理速度非常慢,污水处理能使流入河道的水不过分污浊,破坏大自然,也使人类二次使用水源更加洁净;2.空气污染治理与水污染治理有什么关系常见的方法有几种1.生物净气塔；2.渗滤器;3.填埋技术有哪些优点为什么说堆肥技术是一种可循环利用资源的方法优点：处理量大；投入少；简便易行;堆肥技术：因为堆肥就是将畜禽粪便进行处理得到有机肥的方法,不仅使随意排放的大量畜禽粪便得到了有效利用,也减少了它对环境的污染,是一种变废为宝的好办法;4.什么是生物修复技术举例说明其应用价值;生物修复技术：通过生物,特别是微生物的作用清除土壤和水体中的污染物,或是使污染物无害化的过程;它包括自然和人为控制条件下的污染物降级或无害化的过程;5.举例说明生物技术在环境检测方面的利用;1.指示生物；2.核酸探针和PRC技术；3.生物传感器及其它；4.生物芯片;十二、对生物技术发明创新的保护1.简述对生物技术发明进行的几种主要形式及其优缺点;1.专利保护：具有独占性；地域性；时间性;缺点：专力在申请时及发表时必须将专力内容公布,一旦专力失效,则为任何人所用;2防御性出版;。
植物生物技术
专业培养的能力
本专业学生主要学习农业生物科学、农业生态科学、作物生长发育和遗传规律等方面的基本理论和基本知识， 接受作物生产和作物新品种选育等方面的基本训练，具有作物育种、作物栽培与耕作、种子生产与检验等方面的 基本能力。
通过学习，将具备以下几方面的能力： 1．掌握植物生物技术的基本理论和知识； 2．掌握扎实的数理化的基本理论和知识； 3．掌握坚实的生物学专业基础理论和现代生物技术基本理论和知识； 4．具有在生物技术系统、生物医学工程领域进行计算机应用研究和技术开发的初步能力； 5．掌握植物生物技术检索、信息查询与分析的能力和阅读本专业外语刊物的能力。
就业方向
本专业的学生毕业后可在植物保护等领域的相关部门或单位从事植物保护工作的设计与技术、推广与开发、 经营与管理工作，也可在海关、卫生防疫部门从事植物检疫、疫情预防工作，还可在教学与科研单位从事教学和 科研工作，或报考研究生进一步深造。
主要课程
生物学基础、生物化学、微生物学、生态学、遗传学、分子生物学、植物生物技术、生物统计学、植物生理 学、植物分类学、植物育种学、植物生物工程学、植物生产原理、植物生长发育调节学。
植物生物技术
学科
目录
01 专业简介
02 本科专业介绍
基本信息
植物生物技术是一门研究植物遗传规律、探索植物生长发育机理，应用现代生物技术改良遗传性状、培育新 品种、创造新种质的学科。
专业简介
专业简介
植物生物技术专业培养具备用生物技术手段揭示和阐明植物高产、优质、高效的生产基础理论知识和实践能 力，能在科研机构、高等学校及企事业单位从事与植物生物技术相关的创新研究和管理工作的高级复合型科学技 术人才。
本科专业介绍
01
专业概述
植物生物技术教学大纲
植物生物技术教学大纲（草业科学专业四年制本科）一、课程基本信息二、课程的性质、地位和任务植物生物技术是草业科学专业一门重要的选修课，也是一门重要的专业基础课，本课程涵盖学科范围广，综合性强，理论和实践教学结合紧密。
课程的主要任务是：使学生掌握现代生物技术五大工程的基本概念和基本原理、基本操作技术；了解现代生物技术的前沿知识；系统掌握现代生物技术领域的主要方法；了解并熟悉现代生物技术在农业、食品、人类健康、能源、环境等各领域的实际应用；通过教学，让学生掌握现代生物技术的基本知识、原理和操作方法，培养学生创新思维、综合识分析和解决问题的能力，具备将理论技术与应用技术结合的能力，具备继续学习与持续发展的能力。
为学生将来牧草育种学习及从事该领域科研、创业和实践工作奠定基础。
三、课程教学的基本要求通过对本课程的学习，应使学生达到下列基本要求：1. 掌握现代生物技术的基础知其目的主要是为植物育种学和生物类有关专业学科打基础；其任务是使学生掌握识和基本原理；2. 掌握现代生物技术的基本操作方法和技能；3. 了解现代生物技术在农业生产实践，特别是草业科学领域的应用四、课程学时分配的建议五、课程的主要内容与教学要求第一章绪论基本内容：包括生物技术的含义、生物技术发展简史、生物技术对经济社会发展的影响、我国生物技术现状、面临的问题；其中重点讲授：生物技术定义、种类及其相互关系，物技术的特点，生物技术对人类经济社会发展的影响本章重点：生物技术定义、种类及其相互关系，生物技术的特点，生物技术对人类经济社会发展的影响。
本章难点：生物技术是一门综合性学科及与其它学科关系教学要求：通过课堂教授使学生掌握理解掌握生物技术的定义、种类及其相互关系；了解生物技术的发展简史；认识生物技术对人类经济社会发展的影响，增强学习生物技术的兴趣。
习题与作业：1、什么是生物技术？它包括那些内容？2、生物技术对人类产生什么样的影响？3、为什么说生物技术是一门综合性学科？4、生物技术的应用包括那些领域？第二章细胞工程基本内容：包括细胞工程的基础知识与基本技术，其中重点讲授：细胞工程的概念及基本操作技术；植物组织培养的基本原理和方法；植物细胞培养、原生质体培养、体细胞杂交、花药和花粉培养、胚培养、人工种子以及植物脱毒的基础知识和操作技术。
S20135414古华禹 植物生物技术概论
现代生物技术在作物育种上的应用姓名：古华禹学号：s2******* 专业：作物摘要：现代生物技术的发展也带动了作物育种技术的快速进步。
本文重点介绍了其中的细胞培养、转基因、分子标记等生物技术在作物育种方面的应用。
关键词：生物技术；细胞培养；转基因；分子标记；育种正文：生物技术（biotechnology），是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。
它主要包括发酵技术和现代生物技术。
生物技术是以现代分子生物学、生物化学和细胞生物学等生命科学最新成就为基础的现代综合性技术。
它主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个部分。
生物技术作为世界新技术革命的主要内容之一，为培育高产、多抗、优良的农作物新品种提供了科学的手段，现代生物技术应用于农作物育种已成为现代作物育种技术发展的一种必然趋势。
与农作物育种有关的主要是基因工程和细胞工程，这些技术归纳起来主要集中细胞和组织培养技术、转基因育种技术、在分子标记技术3个领域。
1细胞和组织培养技术在育种中的应用1.1作物组织培养20世纪60年代，法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功，揭开了植物快速繁殖及无病毒种苗研究和应用的序幕。
目前，通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科共1000种以上，有的已经发展成为工业化生产的商品。
1964年印度学者Guha和Maheshwari成功地将毛叶曼陀罗的成熟花药离体培养获得单倍体植株以来，植物花药单倍体育种技术得到了快速发展。
应用这种方法，印度科学家培育的水稻品系的产量比对照提高15％-49％。
韩国育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种，法国育成了冬小麦新品种Florin。
我国于1970年开始在相关方面进行研究。
大学植物生物技术导论教案x
获得转基因植株。
基因编辑技术
03
利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术对植物基因组进行定点修饰
，实现基因功能研究或性状改良。
植物基因工程应用实例分析
农作物品质改良
通过转基因技术将优质基因导入农作物，提高其产量、品 质和抗逆性。例如，转基因抗虫棉、抗除草剂大豆等。
生物农药创制
利用植物基因工程技术培育能够表达生物农药的植株，用 于防治病虫害。例如，表达Bt蛋白的抗虫玉米、水稻等。
02 植物生物技术基 本概念与原理
植物生物技术定义及分类
植物生物技术的定义
利用生物学、生物化学、分子生物学 等学科的原理和技术手段，对植物进 行遗传改良、繁殖、种质创新以及产 品开发等的技术体系。
植物生物技术的分类
包括基因工程、细胞工程、发酵工程 、酶工程等。
植物细胞全能性与基因工程原理
植物细胞全能性
次生代谢产物生产
利用组织培养过程中的突变现象，可以筛 选具有优良性状的突变体，为育种提供新 材料。
通过植物细胞培养技术，可以生产药用植 物中的次生代谢产物，如紫杉醇、青蒿素 等。
植物体细胞杂交技术及应用前景
植物体细胞杂交技术
通过诱导不同植物原生质体的融合，实现遗传物质的重组和转移，创造新的植物类型或培育新品种。
随着基因工程、细胞工程等技术的不断发展，植物生物技术已经成为解决粮食安全 、生态环境等问题的有效手段。
本课程旨在让学生了解植物生物技术的基本原理、方法及应用，培养学生的实验技 能和创新能力，为未来的科研和工作打下基础。
教学目标与要求
掌握植物生物技术的基本概念和原理，了解其发展历史 及现状。
了解植物生物技术在农业、林业、园艺等领域的应用及 前景。
植物生物技术绪论 PPT课件
Plant cell and tissue cultures: Landmark
Year Worker
Advancement
1902 Haberlandt
First attempt of in vitro culture of plant cell
1904 Hannig
植物生物技术
?
? 有没有 共性？
?
Science，2000，2-487
绪论
一、(植物)生物技术的产生与发展
生物技术的产生：1953年DNA双螺旋的发现；60年代遗传密码的全部破译；1972重
组DNA技术的建立(生物技术学科产生的关键技术);1996年第一例转基因作物商品化
1939 Gautheret, White and Nobecourt Successful establishment of indefinite callus culture
1955 Miller
Discover hormone KT
1960 Cocking
Protoplast isolation
1962 Murashige & Skoog
MS medium
1970 Power
Protoplast fusion
1970 Maheshwari and Guha
Successful anther culture
1971 Takabe
Plant regenerated from protoplasts
植物组织细胞培养 Plant Tissue and Cell Culture
植物基因工程
Plant Genetic Engineering
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
36
平末端与黏性末端
EcoRⅠ GAATTC 3′ 3′ C TTAAG 5′
5′ 5′
粘性末端 G 3′ CTTAA AATTC 3′ G 5′
SmaⅠ C C C GGG 3′ 3′ GGGC C C 5′
5′
平头末端 5′ CCC GGG 3′ 3′ GGG CCC 5′
☆Van de waals force
☆ 疏水作用力 (Hydrophobic interaction)
园艺植物生物工程研究所
17
DNA的分子构型（B/Z/A）比较
Z-DNA Z-DNA
B-DNA
A-DNA
18
DNA的变性与复性
• 由于双链DNA是靠互补配对的碱基之间的氢键维持
的，因此当溶解在溶液中的双链 DNA处于较高温度
Ⅱ类酶识别序列 特点
41
同裂酶与同尾酶
同裂酶（isoschizomers)： 指来源不同但识别相 同靶序列的核酸内切酶。同裂酶进行同样的切割， 产生同样的末端。但有些同裂酶对甲基化位点的 敏感性不同。 Example:限制酶 Hpa Ⅱ和 Msp Ⅰ是一对同裂酶
（ CCG G) ， 当 靶序 列 中一 个 5- 甲基 胞 嘧啶时
<<The Unusual Origin of the Polymerase Chain Reaction>> 1989年美国《Science》杂志列PCR 为十余项重
大 科 学 发 明 之 首 , 比 喻 1989 年 为 PCR 爆 炸
年,Mullis荣获1993年度诺贝尔化学奖。
园艺植物生物工程研究所
l 碱基严格配对: A与T、C与G互补碱基与 互补链 。
16
园艺植物生物工程研究所
影响双螺旋结构稳定性的因素
氢键 (Hydrogen bond ) 弱键,可加热解链. 磷酸酯键 (phosphoester bond ),也叫离子键。 强键, 需酶促解链.
碱基堆积力 (非特异性结合力).
☆磷酸骨架, 氨基, 酮基周围水分子间的有序排列
第二章 基因工程
园艺植物生物工程研究所
1
园艺植物生物工程研究所
2
基因工程(gene engineering)的概念
基因工程也叫基因操作、遗传工程，或DNA重 组技术。是按人们的需要，用类似工程设计的方 法将不同来源的基因（DNA分子），在体外构建 成杂种DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体 细胞内复制、转录、表达的操作。
HpaⅡ不能进行切割，而MspⅠ可以。
园艺植物生物工程研究所
42
同尾酶（isocaudamer）
序列不同但产生相同的粘性末端的核酸内切酶。
利用同尾酶可使切割位点的选择余地更大。
园艺植物生物工程研究所
43
三、特异DNA片段的PCR扩增
PCR 技术 (Polymerase Chain Reaction): 是
园艺植物生物工程研究所
22
园艺植物生物工程研究所
23
3.DNA的功能
（1）DNA分子能在细胞内复制
• 以亲代DNA的一条单链为模板，按照碱基互补原则， 合成另一条具有互补碱基的新链。 • 通过复制所形成的新DNA子链，含有原来亲本DNA
双链分子的一条亲代链和一 条新的子代链，所以
DNA这种自我复制方式称为半保留复制。
46
PCR技术的反应条件
标准的PCR反应体系
4种dNTP混合物 各200umol/L 引物 各10～100pmol 模板DNA 0.1～2ug Taq DNA聚合酶 2.5u Mg2+ 1.5mmol/L
园艺植物生物工程研究所
47
靶DNA的扩增
5’ (a) (b) 引物2 5’ 3’ 5’ (c) 引物2互补链 3’
内切核酸酶有Ⅰ型酶、Ⅱ型酶和Ⅲ型酶。
1个单位限制性内切酶是指在最适条件下，在50μl体 积1小时内完全切开1μg λ噬菌体DNA所需的酶量。
园艺植物生物工程研究所
31
限制性内切酶的种类
园艺植物生物工程研究所
32
（1）限制性核酸内切酶的命名
• 一般是以微生物属名的第一个字母和种名的前两个字母组成，
特异序列，切割位点相对于二重对称轴的位置因
酶而异。
少数限制性内切酶的识别序列由4个或者5个核苷 酸对组成。
园艺植物生物工程研究所
34
园艺植物生物工程研究所
35
（3）酶切位点
lDNA在限制性内切核酸酶的作用下，使多聚核苷 酸链上磷酸二酯键断开的位置被称为酶切位点，可 用↓表示。 l一般酶切位点在识别序列内部，如G↓GATCC； 少数在识别序列两侧，如：↓GATC、CATG↓等。 l一些酶恰在对称轴处同时切割DNA双链而产生带 平端的DNA片段； l另一些酶则在对称轴两侧相对的位置上分别切断 两条链，产生带有单链突出端（即黏端）的DNA片 段
获1978年诺贝尔生理学
和医学奖
园艺植物生物工程研究所
29
园艺植物生物工程研究所
30
1.限制性内切酶
限制性内切酶(restriction endonuclease)是指一类能识 别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适反应条件
下使每一条链一定位点上的磷酸二酯键断开，产生具
有3’-OH基团和5’-P基团的DNA片段。
• 基本原理是在试管中模拟细胞内的DNA复制
• 最初采用E-coli DNA聚合酶进行PCR • 耐热DNA聚合酶的应用使得PCR能高效率的进 行，随后PE-Cetus公司推出了第一台PCR自动 化热循环仪
• 1993年，Mullis等因此项技术获诺贝尔化学奖
园艺植物生物工程研究所
45
Kary B. Mullis
• EcoRⅠ(E：属名；co：种名；R：株；Ⅰ：发现次序)。
• EcoR I Escharichia coli Ry13 first
园艺植物生物工程研究所
33
（2）识别序列
限制性内切酶可特异地结合于一段被称为限制酶 识别序列的DNA序列位点上并在此切割双链 DNA。
绝大多数限制性内切酶识别长度为6个核苷酸的
优点：打破了常规育种难以突破的物种之间的限
制。
园艺植物生物工程研究所
3
理论依据
不同基因具有相同的物质基础 基因是可切割的 基因是可以转移的 多肽与基因之间存在对应关系 遗传密码是通用的 基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代
园艺植物生物工程研究所
4
基因工程的基本过程
它所涉及的过程可用“分(合成)、 切、连、转、选、鉴”六 个字表示。 分(合成)∶指DNA的制备，包括从生物体中分离或人工合成。 切∶即在体外将DNA进行切割，使之片段化或线性化。 连∶即在体外将不同来源的DNA分子重新连接起来，构建重 组DNA分子。 转∶即将重组连接的DNA分子通过一定的方法重新送入或细
园艺植物生物工程研究所
11
2.结构 （1）DNA的一级结构
• 脱氧核苷酸在长链上的排列顺序就是DNA 的一级结构。 • 不同种DNA之间的千差万别只是在碱基排
列顺序不同。
• DNA的一级结构也称为核苷酸序列或碱基
序列。
12
园艺植物生物工程研究所
（2）DNA的二级结构
• DNA的二级结构即DNA双
条件下时，因氢键断开而解链成单链DNA，此过程称
为DNA变性。
• DNA溶液加热到90℃时，就足以使DNA完全变性。
高温变性的DNA被逐渐冷却时，分开的两条单链又会 重新结合成双链DNA，此过程称为复性。
19
园艺植物生物工程研究所
DNA的变性与复性
园艺植物生物工程研究所
20
DNA分子杂交
园艺植物生物工程研究所
胞中进行扩增和表达。
选∶从转化的全群体中将所需要的目的克隆挑选出来； 鉴∶就是进行对筛选出来的重组体进行鉴定
园艺植物生物工程研究所
5
•基因克隆示意图
园艺植物生物工程研究所
6
第一节 DNA重组技术
园艺植物生物工程研究所
7
一、 DNA的结构与功能
园艺植物生物工程研究所
8
1.组成
脱氧核糖核苷 酸分子由脱氧 核糖、碱基和 磷酸基团（base） 组成。
第四个字母表示菌株(品系)。前三个字母必须是斜体。 • 例如，从Bacillus amylolique faciens H中提取的限制性内切 酶称为Bam H。 • 在同一品系细菌中得到的识别不同碱基顺序的几种不同特异 性的酶，可以编成不同的号，如HindII、HindIII，HpaI、 HpaII，MboI、MboII等。
螺旋结构模型
(DNA Double Helix Model).
园艺植物生物工程研究所
13
M. H. F. Wilkins
&
Rosalind Frankin
1952. King’s Lab. UK
DNA的高质量 X射线衍射图
14
园艺植物生物工程研究所
1953.
Watson & Crick
B-DNA的右手双螺旋模型
园艺植物生物工程研究所
15
DNA双螺旋的结构特点
l 由两条反向平行的脱氧多核苷酸链 围绕同一中心轴构成右手双螺旋结构。 l 两股单链"糖-磷酸"构成骨架，居双螺 旋外侧。碱基位于双螺旋内侧，并与中心 轴垂直。 l 每圈螺旋含10个核苷酸残基，螺距： 3.4nm,直径:2nm。有两个沟：大沟和小 沟。
园艺植物生物工程研究所
24
园艺植物生物工程研究所
25
（2）贮存和传递遗传信息
DNA的功能——起着贮存和传递遗传信息