生物技术概论 PPT课件
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ARS) 外源基因导入过程（图） ⑺ BAC载体（了解）
微生物载体 DNA片段大小、 ⑻ 各类载体的优缺点
人造载体 重组率高低
4. （目的基因）基因文库(目的基因获得的方法,目的基因的克隆) 逆转录法
⑴ 原核生物：人工合成 功能基因法 化学合成（cDNA) 鸟枪射击法
⑵ 真核生物 A. 人工合成 直接PCR（目的基因少的情况）
蛋白质
(3) DNA重组的理论基础
3. DNA上具有不同限制性内切酶的不同切点
⑴ 限制性内切酶:
⑵ 几种常见的限制性内切酶及切点
A. EcoRⅠ: 大肠杆菌中分离，专一切割6核苷
酸的A与G之间的DNA区域
5 ′ACGAATTCAG 3′ 切割 5′ACG3′ 5′AATTCAG3′ 3′ TGCTTAAGTC 5′ 3′TGCTTAA5 ′ 3′GTC5′
B. mRNA法 逆转录PCR(RT-PCR) cDNA克隆 差别显示法
cDNA代表差异显示(cDNA RDA) C. 锚定PCR法 D. 染色体步行（图） E. 克隆 定位克隆
侯选克隆 侯选定位克隆
5. 常用的目的基因：
⑴ 选择标记基因：主要为抗生素基因：链霉素、庆大霉素等
⑵ 报告基因：葡萄糖醛糖苷酶(GUS)、荧光素酶(LUC)等
二、DNA重组技术
目的DNA 1. 重组技术需要的基本材料： 工具酶
载体 受体 2. 工具酶：
3. 载体: 载体的概念：能够携带DNA片段，能够 侵染生物体，在生物体内稳定遗传的生命 体或DNA分子 ⑴ 载体的条件： A. 无害 B. 酶的单一切点 C. 选择标记 ⑵ 常用的载体：质粒、病毒、噬菌体 、农杆 菌(LTS,RTS边界序列）、YAC、BAC ⑶ 质粒的分子结构（图）
⑷质粒转载DNA片段的大小：几百bp至10Kb左右 ⑸ 穿梭载体（shuttle vector)：载体有不同的复制起始点，可在
不同的受体生物中复制 ⑹ YAC载体：正常染色体含三个主要部分（图）
A. 着丝粒（centromere, CEN） B. 端粒（telomere, TEL） C. 自主复制序列(autonomously replicating seguence,
生物技术概论
第一讲：生物技术的兴起及发展
一、生物技术的性质 1. 生物技术 2. 生物技术涉及的领域 3. 生物技术的主要内容：
A. 广义上：涉及生物的人工操作都属于生 物技术
B. 基础性分类：五类 C. 应用性分类：五类
二、生物技术的优越性 三、生物技术的历史变革
与生命科学的飞跃发展和不断的工艺流程技术、 设备更新有极大的关系，也与人类为了了解生 命本质的强烈愿望息息相关 1. 传统生物技术 酿造：原始社会谷物造酒，周代制作酱醋
第二讲 DNA重组技术与基因转移
一、DNA的性质与特点 戊糖：脱氧戊糖（DNA) 和戊糖(RNA)
1. DNA的结构： 磷酸: 骨架链 （图） 含氮碱基：A、T、G、C
2. DNA是生物遗传信息的主要携带者 ⑴ DNA与氨基酸的关系: 三个相邻碱基排列
组成一个氨基酸
⑵ 遗传的中心法则:
DNA
RNA
5′
Not Ⅰ
GCGGCCGC
5′
CGCCGGCG
Sau3A Ⅰ
GATC
5′
CTAG
Alu Ⅰ Hpa Ⅰ
AGCT TCGA
GTTAAC CAATTG
平末端 平末端
C. 限制性内切酶的作用： 不同的限制性内切酶切割同一DNA分子， 产生不同片段 不同DNA用同一酶切割后，产生的DNA片 段不同—多态 不同DNA用同一酶切割后，混合可产生杂 种DNA分子
五、现代生物技术的特点 1. 技术密集 2. 资金密集 3. 产业化迅速 4. 产权集中 5. 商业化明显
六、作为高新技术的特征 1. 高效益 2. 高智力：创新 3. 高投入 4 . 高竞争 5. 高风险 6. 高势能：体现对国家政治、经 济、文化、社会发展影响
七、生物技术的发展前景 1. 医药卫生：疫苗和疾病诊治 2. 能源 3. 食品饮料 4. 环境 5. 农业 6. 生物信息学等（如转基因生物）
八、 生物技术的问题 1. 科学自由的限制 2. 生物多样性的下降 3. 转基因生物食品的安全性 4. 转基因生物对人类生存的影响 5. 伦理道德 6. 相关的法律法规等：专利与限制
九、我国的生物技术概况 1.存在的问题：⑴ 起步晚 ⑵ 资金缺乏 ⑶ 人 才流失严重 ⑷ 重复研究 ⑸ 法律 法规多不健全 2. 取得的成就：⑴ 疫苗 ⑵ 水稻物种 ⑶ 基 因克隆 3. 需要采取措施：
发酵技术 微生物的发现（L. Pasteur) 青霉素的生产
绿色革命的组织培养等细胞技术
2. 现代生物技术： DNA发现（1944），双螺旋结构及中心
法则，遗传密码的破译（M. Nirenberg，1961)， DNA重组（Berg, 1972)--- 第一个基因工程药 物——人生长激素释放抑制激素（1977），第 一例转基因植物——烟草（1986）等 ——人类 DNA框架图 （2001）——人类DNA序列图 （2003）— 人类DNA序列组图(2005)——遗传 图、物理图、序列图、基因图（现在）
⑶ 表达的目的基因
6. 受体：
生物介导法：病毒、农杆菌
7. 转化及方法：非生物介导法：电击法、化学刺激法(PEG)、
显微注射、花粉管法、
4. 连接酶：催化两DNA片段末端之间的—P基 团和—OH基团形成磷酸二酯键
（1）E. coli连接酶—NAD+ , 粘性末端 （2）T4连接酶—ATP，粘性末端和平末端
5. 末端修饰酶 （1）末端转移酶（terminal transferase) 作用 3’-OH端 （2）核酸外切酶（exoIII)，粘性末端转化为 平末端 （3）碱性磷酸化酶， 使5’端的P 变为— OH
粘性末端: 平 末 端: B. 其它常见限制性内切酶（表）
酶名 称
识别 位点
末端 类型
酶名称
识别 位点
末端 类型
BbuⅠ
GCATGC
3′
CGTACG
SfiⅠ GGCCNNNNNGGCC 3′ CCGGNNNNNCCGG
Байду номын сангаас
EcoR Ⅰ
GAATTC CTTAAG
5′
Hind Ⅲ
AAGCTT TTCGAA
微生物载体 DNA片段大小、 ⑻ 各类载体的优缺点
人造载体 重组率高低
4. （目的基因）基因文库(目的基因获得的方法,目的基因的克隆) 逆转录法
⑴ 原核生物：人工合成 功能基因法 化学合成（cDNA) 鸟枪射击法
⑵ 真核生物 A. 人工合成 直接PCR（目的基因少的情况）
蛋白质
(3) DNA重组的理论基础
3. DNA上具有不同限制性内切酶的不同切点
⑴ 限制性内切酶:
⑵ 几种常见的限制性内切酶及切点
A. EcoRⅠ: 大肠杆菌中分离，专一切割6核苷
酸的A与G之间的DNA区域
5 ′ACGAATTCAG 3′ 切割 5′ACG3′ 5′AATTCAG3′ 3′ TGCTTAAGTC 5′ 3′TGCTTAA5 ′ 3′GTC5′
B. mRNA法 逆转录PCR(RT-PCR) cDNA克隆 差别显示法
cDNA代表差异显示(cDNA RDA) C. 锚定PCR法 D. 染色体步行（图） E. 克隆 定位克隆
侯选克隆 侯选定位克隆
5. 常用的目的基因：
⑴ 选择标记基因：主要为抗生素基因：链霉素、庆大霉素等
⑵ 报告基因：葡萄糖醛糖苷酶(GUS)、荧光素酶(LUC)等
二、DNA重组技术
目的DNA 1. 重组技术需要的基本材料： 工具酶
载体 受体 2. 工具酶：
3. 载体: 载体的概念：能够携带DNA片段，能够 侵染生物体，在生物体内稳定遗传的生命 体或DNA分子 ⑴ 载体的条件： A. 无害 B. 酶的单一切点 C. 选择标记 ⑵ 常用的载体：质粒、病毒、噬菌体 、农杆 菌(LTS,RTS边界序列）、YAC、BAC ⑶ 质粒的分子结构（图）
⑷质粒转载DNA片段的大小：几百bp至10Kb左右 ⑸ 穿梭载体（shuttle vector)：载体有不同的复制起始点，可在
不同的受体生物中复制 ⑹ YAC载体：正常染色体含三个主要部分（图）
A. 着丝粒（centromere, CEN） B. 端粒（telomere, TEL） C. 自主复制序列(autonomously replicating seguence,
生物技术概论
第一讲：生物技术的兴起及发展
一、生物技术的性质 1. 生物技术 2. 生物技术涉及的领域 3. 生物技术的主要内容：
A. 广义上：涉及生物的人工操作都属于生 物技术
B. 基础性分类：五类 C. 应用性分类：五类
二、生物技术的优越性 三、生物技术的历史变革
与生命科学的飞跃发展和不断的工艺流程技术、 设备更新有极大的关系，也与人类为了了解生 命本质的强烈愿望息息相关 1. 传统生物技术 酿造：原始社会谷物造酒，周代制作酱醋
第二讲 DNA重组技术与基因转移
一、DNA的性质与特点 戊糖：脱氧戊糖（DNA) 和戊糖(RNA)
1. DNA的结构： 磷酸: 骨架链 （图） 含氮碱基：A、T、G、C
2. DNA是生物遗传信息的主要携带者 ⑴ DNA与氨基酸的关系: 三个相邻碱基排列
组成一个氨基酸
⑵ 遗传的中心法则:
DNA
RNA
5′
Not Ⅰ
GCGGCCGC
5′
CGCCGGCG
Sau3A Ⅰ
GATC
5′
CTAG
Alu Ⅰ Hpa Ⅰ
AGCT TCGA
GTTAAC CAATTG
平末端 平末端
C. 限制性内切酶的作用： 不同的限制性内切酶切割同一DNA分子， 产生不同片段 不同DNA用同一酶切割后，产生的DNA片 段不同—多态 不同DNA用同一酶切割后，混合可产生杂 种DNA分子
五、现代生物技术的特点 1. 技术密集 2. 资金密集 3. 产业化迅速 4. 产权集中 5. 商业化明显
六、作为高新技术的特征 1. 高效益 2. 高智力：创新 3. 高投入 4 . 高竞争 5. 高风险 6. 高势能：体现对国家政治、经 济、文化、社会发展影响
七、生物技术的发展前景 1. 医药卫生：疫苗和疾病诊治 2. 能源 3. 食品饮料 4. 环境 5. 农业 6. 生物信息学等（如转基因生物）
八、 生物技术的问题 1. 科学自由的限制 2. 生物多样性的下降 3. 转基因生物食品的安全性 4. 转基因生物对人类生存的影响 5. 伦理道德 6. 相关的法律法规等：专利与限制
九、我国的生物技术概况 1.存在的问题：⑴ 起步晚 ⑵ 资金缺乏 ⑶ 人 才流失严重 ⑷ 重复研究 ⑸ 法律 法规多不健全 2. 取得的成就：⑴ 疫苗 ⑵ 水稻物种 ⑶ 基 因克隆 3. 需要采取措施：
发酵技术 微生物的发现（L. Pasteur) 青霉素的生产
绿色革命的组织培养等细胞技术
2. 现代生物技术： DNA发现（1944），双螺旋结构及中心
法则，遗传密码的破译（M. Nirenberg，1961)， DNA重组（Berg, 1972)--- 第一个基因工程药 物——人生长激素释放抑制激素（1977），第 一例转基因植物——烟草（1986）等 ——人类 DNA框架图 （2001）——人类DNA序列图 （2003）— 人类DNA序列组图(2005)——遗传 图、物理图、序列图、基因图（现在）
⑶ 表达的目的基因
6. 受体：
生物介导法：病毒、农杆菌
7. 转化及方法：非生物介导法：电击法、化学刺激法(PEG)、
显微注射、花粉管法、
4. 连接酶：催化两DNA片段末端之间的—P基 团和—OH基团形成磷酸二酯键
（1）E. coli连接酶—NAD+ , 粘性末端 （2）T4连接酶—ATP，粘性末端和平末端
5. 末端修饰酶 （1）末端转移酶（terminal transferase) 作用 3’-OH端 （2）核酸外切酶（exoIII)，粘性末端转化为 平末端 （3）碱性磷酸化酶， 使5’端的P 变为— OH
粘性末端: 平 末 端: B. 其它常见限制性内切酶（表）
酶名 称
识别 位点
末端 类型
酶名称
识别 位点
末端 类型
BbuⅠ
GCATGC
3′
CGTACG
SfiⅠ GGCCNNNNNGGCC 3′ CCGGNNNNNCCGG
Байду номын сангаас
EcoR Ⅰ
GAATTC CTTAAG
5′
Hind Ⅲ
AAGCTT TTCGAA