现代生物技术概述课件.ppt

现代生物技术概述Modern Biotechnology 实验室守则 实验室安全须知 微生物安全使用须知 什么是生物技术？ 1、生物技术 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，以微生物、动物、植物作为反应器，将物料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。 2、现代生物工程： 发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程 生物技术现状如何？ 世界生物技术产业现状 （2001统计数据） 全球生物技术公司4284家 ；美国1457家。 全球收入384.7亿美元；美国253.19亿美元 全球研发费用164.27亿美元；美国115.32亿美元 我国生物技术产业现状 300家公司，有能力生产的150家，上市40多家。 产品总销售额200亿RMB。 细胞工程 植物细胞工程：植物组织培养和植物体细胞杂交，用来繁殖和培育新品种。 白菜-甘蓝是植物体细胞杂交的成果。 动物细胞工程:细胞培养、细胞融合、单克隆抗体的产生、胚胎移植、核移植等。 如：克隆羊多利是核移植的成果。 发酵工程 概念 指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术. 应用： 微生物菌体生产 如利用酵母制作面包、利用再生资源生产饲料蛋白、利用微生物细胞作为生物催化剂等 微生物代谢产物的生产 在医药工业上的应用 在食品工业上的应用 微生物机能的利用 蛋白质工程 对蛋白质进行加工改造。如：改变个别氨基酸的种类来改变蛋白质的性质。 酶工程 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技术。 它包括酶制剂的制备、酶的固定化、酶的修饰与改造等方面内容。 酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。如：加酶洗衣粉 基因工程 20世纪70年代随着DNA重组技术的出现而发展出来。 对基因进行加工，使生物体发展成为新的有机生物体。 各种生物工程在实施上大多离不开基因工程手段，现代生物技术中，主要的是基因工程。 ?基因工程(gene engineering) 又称转基因技术(gene manipulation),重组DNA(recombinant DNA)。基因工程是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因(DNA分子), 按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞, 以改变生物原有的遗传特性,获得新品种, 生产新产品, 或是研究基因的结构和功能。 转基因鱼 转基因鱼 转基因蚕 转基因番茄 基因工程操作的工具 将目的基因片断从受体细胞内提取， 需要基因的剪刀——限制性核酸内切酶。 将目的基因与质粒DNA连接， 需要基因的针线——DNA连接酶。 将目的基因运入大肠杆菌， 需要基因的运输工具——运载体。 1、限制性内切酶作用过程 另一类是切割部位也有特异性的，在某一部位进行平切，切割部位不形成粘性末端。 DNA连接酶 磷酸二酯键，不是氢键。 运载体 质 粒 基因操作的基本步骤 提取目的基因的方法 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来 目的基因与运载体结合-----形成重组DNA 2、人工基因合成法 目的基因与运载体结合-----形成重组DNA 用限制酶切割目的基因和用相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子 将重组DNA导入受体细胞并扩增 基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。如用质粒作运载体,则选大肠杆菌为受体细胞 导入受体细胞常用的方法是借鉴细菌或者病毒侵染细胞的途径。通常还要对一些受体细胞进行增大通透性的处理。 目的基因可以随着受体细胞进行快速的繁殖，在很短的时间内获得大量的基因。 筛选含有目的基因的受体细胞 前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因。这样，处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 目的基因的表达 1、外源基因在受体细胞内表达的理论基础 基因是控制生物性状的基本单位 生物界共用一套遗传密码 遗传信息的传递都遵循中心法则的信息流动方向 直接合成法：已知某基因的序列的前提下,可以用化学方法合成或 用PCR技术扩增大量获取目的因.(如胰岛素基因) 想一想:还有其他的方法可以合成目的基因吗? 逆转录法:以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。 根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷