《生物技术的应用》PPT课件
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现代生物技术ppt课件
生物质能源的优势
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
(完整版)生物技术概论ppt
• 利用细胞工程技术生产单克隆抗体则为利用生 物技术进行疾病防治的另一途径。例如：用于 治疗肿瘤的“生物导弹”，就是将用于治疗肿 瘤的药物与抗肿瘤细胞连接在一起，利用抗原 抗体结合的高度专一性，使得抗肿瘤药物集中 于肿瘤部位，以达到高效杀伤肿瘤细胞并减少 对正常细胞的毒性反应。
• 胃肠道：各类抗菌药物尤其口服给药者均可由药物本身 刺激作用引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等反应。
• 神经精神系统：青霉素类可对大脑皮层产生直接刺激， 出现肌阵挛、惊厥、癫痫、昏迷等；链霉素、卡那霉素 等均可损害第八对脑神经，导致听力或前庭功能损害； 氯霉素、普鲁卡因霉素等有时可引起幻觉、幻听、定向 力丧失等精神症状。
现代生物技术概论
第1章 现代生物技术总论
• 第一节 生物技术的含义
• 一 生物技术的定义
• 生物技术(biotechnology ),有时也称生物工 程(bioengineering),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 生物体或加工生原料,为人类生产出所需产品 或达到某种目的.
• 2. 细胞工程 • 细胞工程(cell engineering)是指以细胞为基本单
位,在体外条件下进行培养,繁殖;或人为地使细胞 某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而达 到改良生物品种和创造新品种;或加速繁育动、 植物个体;或获得某种有用的物质的过程.
• 3 酶工程 • 酶工程(enzyme engineering)是利用酶,细胞器或
细胞所具有的特异催化功能,对酶进行修饰改造, 并借助生物反应器和工过程来生产人类所需产品 的一项技术.
• 4 发酵工程
• 利用微生物生长速度快,生长条件简单以及代谢 过程特殊等特点,在合适条件下,通过现代工程技 术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所 需的产品称为发酵工程.
现代生物技术在育种上的应用课件ppt
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
2． 植物细胞杂交
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
因动物”是指
( )。
A．提供基因的动物
B．基因组中增加外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物
解析 转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育
出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。转基
因动物是指基因组中增加了外源基因的动物，题中的转基因
牛中携带有外源的白蛋白基因。
答案 B
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
2．转基因动物的实例 (1)1982年美国科学家将大鼠的_生__长__激__素__基__因__注射到小白 鼠的受精卵中，获得第一只转基因“超级小鼠”。 (2)动物转基因技术的应用：提高产仔数或产蛋数；提高 _抗__病___能力；研制乳腺_生__物__反__应__器__；提高动物生长速率 ；改善肉的品质。
误的是
( )。
A．进行植物细胞融合必须先制备原生质体
B．番茄和马铃薯属于同一个物种
C．植物细胞杂交过程需要植物组织培养技术支持
D．这种“番茄—马铃薯”很可能是可育的
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
生物技术在育种上的应用
( 一 ) 融合方法
分离的原生质体不带电荷，它们相互排斥，所以一般 要在诱发条件下才能发生融合。异种原生质体首先发生 膜接触 , 然后两个原生质体形成细胞质桥，最后两种 细胞质将两个核包围起来而完成融合。常用的融合方法 简单介绍如下: 1.N 剧 03 处理诱发融合由 NaN03 诱导的可重复、控 制的离体原生质体融合是由 Power 等 (1970) 报道的。 利用这一融合剂，earlson 等 (1972) 虽然在植物中获 得了第一个体细胞杂种，但这种方法存在的严重缺陷就 是融合频率低，而且对于来源于叶肉的高度液泡化的原 生质体有害。这种融合的机制一般认为是 Na+ 造成了 膜电位的改变。 2.高pH一高浓度钙离子处理烟草叶肉原生质体在高 Ca2+(0.05M CaCi2)和高pH(10.5)条件下能很快诱发融 合(37℃)，但融合频率不很高，高pH也影响原生质体的 存活率，且易诱发多个原生质体融合。高Ca2+高pH诱发 融合的机制尚不很清楚，一般认为是改变了膜电 位及 膜的物理结构。
( 四 ) 杂种的鉴定
通过杂种细胞筛选获得的再生植株不一定是 杂种植株 , 应经过进一步验证才能确定。有多 种鉴定杂种方法。根据形态性状判定是最简单 的方法 , 杂种植株的叶形通常介于双亲之间 , 叶面积 居中 , 花器官 ( 花冠长度、颜色、形 态等 ) 带有双亲性状。染色体计数是细胞学鉴 定体细胞杂种的基本方法 , 但杂种染色体数目 不一定正好是双亲染色体数目之和 , 常出现混 倍体。染色体数目 的变化可能来自多细胞融合、 培养过程中的细胞学变异和核与质基因融合后 的不亲和。常用的生 化鉴定方法是同工酶 , 融合后形成的杂种应该表现出双亲的同工酶带 型。分子标记鉴定可以较准确地反映融合是否 成功 ,RAPD 、盯 LR AFLP 是常用的鉴定杂种 的分子标记。
第10章现代生物技术的应用ppt课件
2023/12/31
35 35
酶工程的应用：
1、开发新型食品添加剂：酶工程加快了新酶源的开发，使功能性食品添加剂，如营 养强化剂、低热量的甜味剂、食甩纤维和脂肪替代品等得到迅速发展。
2、酶工程在食品保鲜中的应用：酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用，防止或消除 外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质与特性的技术。
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蛋白质工程的应用：
1、改善酶性质，提高酶活性和酶耐性 2、创造新型蛋白质
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细胞工程：
细胞工程是在细胞水平上改造生物遗传特性和生产性能，以获得特定的细胞、 细胞产品或新生物体的技术，包括细胞融合、细胞培养及细胞核移植等。利用细胞 杂交、 细胞培养等技术可获得遗传性状有所改良的新菌株或动植物细胞、生产食品 添加剂与酶制剂等。典型的是用于味精生产的优良谷氨酸生产菌的育种，继而出现 的必需氨基酸生产菌株的育种都应用到细胞融合技术。如L-苏氨酸和L-赖氨酸均已用 于生产；酱油曲霉菌经细胞融合技术选育后，酱油的品质明显提高。另外，酒精酵 母、酶制剂生产菌的育种多采用细胞工程技术，均得到了非凡的成果，在食用酒精 和食品专用酶的生产中发挥了巨大的效能。
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一、在氨基酸生产中的应用
1.在酶法生产方面，主要通过克隆某些酶系基因来生产氨基酸 如 在L-Trp生产中，利用色氨酸合成酶基因和丝氨酸转羟甲基酶基
因的重组质粒，在E.coli中克隆化;可使L-Trp产量高达9g/L 2.在利用转氨酶反应生产氨基酸方面，将相应的转氨酶基因克隆到工程 菌中
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2.增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数
《生物技术教案》课件
《生物技术教案》PPT课件一、生物技术概述1. 生物技术的定义：生物技术是指利用生物体（包括微生物、植物、动物）或其细胞、组织和器官，以及相关的生物化学过程进行技术创新和应用的一门综合性科学技术。
2. 生物技术的分类：a) 传统生物技术：如农业、医药、食品加工等。
b) 现代生物技术：如基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程等。
3. 生物技术的发展及应用领域。
二、基因工程1. 基因工程的定义：基因工程是指按照人们的意愿，通过体外DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2. 基因工程的基本操作步骤：a) 目的基因的获取b) 基因表达载体的构建c) 目的基因的导入d) 目的基因的检测与鉴定3. 基因工程的应用领域：如农业、医药、环境保护等。
三、细胞工程1. 细胞工程的定义：细胞工程是一门应用细胞生物学、分子生物学的方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合性科学技术。
2. 细胞工程的基本技术：a) 细胞培养b) 细胞融合c) 细胞拆合d) 核移植3. 细胞工程的应用领域：如生物制药、基因治疗、克隆技术等。
四、蛋白质工程1. 蛋白质工程的定义：蛋白质工程是以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
2. 蛋白质工程的基本方法：a) 基因修饰b) 基因合成c) 蛋白质表达与纯化d) 蛋白质结构预测与设计3. 蛋白质工程的应用领域：如药物研发、生物材料、食品工业等。
五、酶工程1. 酶工程的定义：酶工程是利用酶作为催化剂，在一定条件下催化化学反应，以实现生产具有特定功能的酶或酶制品的过程。
2. 酶工程的基本技术：a) 酶的分离与纯化b) 酶的固定化c) 酶的改造d) 酶的应用3. 酶工程的应用领域：如食品工业、洗涤剂、制药工业等。
现代生物技术在育种上的应用-PPT课件
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【解析】 因为一种氨基酸可能对应多种密码 子、真核生物体内的基因含有内含子等因素， 导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的 差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目 鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨 基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强， 并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能 力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新
25
②体细胞杂交包括原生质体的制备、细胞融合 的诱导、杂种细胞的筛选和培养、植株的再生 与鉴定等环节。其中用纤维素酶、果胶酶等处 理细胞壁获得植物细胞的原生质体，用物理的 电融合法或化学促融剂处理，促进原生质体融 合形成杂种细胞是植物体细胞融合技术成功的 关键。
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3．动物细胞的杂交
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特别提醒 ①动物细胞杂交手段：物理法、化学法(灭活的 病毒)。 ②动物细胞融合的目的不是得到个体，而是得 到细胞产品。 ③融合的杂种细胞是异源四倍体。
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3．获得原生质体 酶解法：将植物细胞放在含有_纤__维__素__酶___、 __果_胶__酶___的无菌混合酶液中消化数小时，再用 过滤离心洗涤去除酶液，纯化原生质体。 4．诱导原生质体融合 (1)过程：原生质体融合包括细胞膜融合→细胞 质融合→细胞核融合。
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(2)方法 物理法：如__振_动____、电刺激等。 化学法：聚乙二醇(PEG)能够使原生质体紧密接 触，导致细胞膜融合。
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核心要点突破
转基因技术育种
1．概念理解 (1)基因工程技术又称DNA重组技术，即通过将 人类需要的基因重组到某种生物的DNA中，使 这种生物出现人类需要的新性状。 (2)转基因技术育种也叫基因工程育种，这一技 术突破了生物的种间界限，从分子水平上有目 的地改造了生物的遗传物质，因此具有很大的 发展前景。
12.生物技术在植物育种中的应用
第十二章 生物技术在植物育 种中的应用
第1页，共103页。
一、细胞工程与作物育种
植物细胞工程是以植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。 它以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某 些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
细胞工程与作物遗传改良有着密切关系，利用细胞工程技术已培育出一些大 面积推广的品种。
第21页，共103页。
5、转化体的筛选和鉴定 转化体的筛选与鉴定是农作物转基因育种
中的一个关键问题。 ⑴转化体的筛选 外源目的基因在植物受体细
胞中的转化频率往往是相当低的，在数量庞大 的受体细胞群中，通常只有为数不多的一小部 分获得了外源DNA，而其中目的基因已被整合 到核基因组并实现表达的转化细胞则更加稀少。 为了有效地选择出这些真正的转化细胞，必要 使用特异性的选择标记基因进行标记。
从栽培面积上看，美国以4980万公顷遥遥领先，其次是阿 根廷、巴西和加拿大。
第7页，共103页。
转基因作物种植国家数量持续增加，从1996 年的6个，1998年的9个，2001年的13个， 到2003年由于巴西和菲律宾的加入，种植转 基因作物的国家总数达到了18个。
第8页，共103页。
2、我国转基因作物研究与利用概况 我国是世界上第一个商品化种植转基因作
体，还必须根据有关转基因产品的管理规定、 在可控制条件下进行安全性评价和大田育种 利用研究。
第24页，共103页。
转基因作物的生物安全性
由于转基因产品存在一定的风险，如转基因产品本身对人
类的毒害作用、转基因作物对环境的破坏性作用包括转入的
外源基因在环境中的扩散、对物种多样性的影响等，因此必 须从保障人类健康、发展农业生产和维护生态平衡与社会安全
第1页，共103页。
一、细胞工程与作物育种
植物细胞工程是以植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。 它以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某 些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
细胞工程与作物遗传改良有着密切关系，利用细胞工程技术已培育出一些大 面积推广的品种。
第21页，共103页。
5、转化体的筛选和鉴定 转化体的筛选与鉴定是农作物转基因育种
中的一个关键问题。 ⑴转化体的筛选 外源目的基因在植物受体细
胞中的转化频率往往是相当低的，在数量庞大 的受体细胞群中，通常只有为数不多的一小部 分获得了外源DNA，而其中目的基因已被整合 到核基因组并实现表达的转化细胞则更加稀少。 为了有效地选择出这些真正的转化细胞，必要 使用特异性的选择标记基因进行标记。
从栽培面积上看，美国以4980万公顷遥遥领先，其次是阿 根廷、巴西和加拿大。
第7页，共103页。
转基因作物种植国家数量持续增加，从1996 年的6个，1998年的9个，2001年的13个， 到2003年由于巴西和菲律宾的加入，种植转 基因作物的国家总数达到了18个。
第8页，共103页。
2、我国转基因作物研究与利用概况 我国是世界上第一个商品化种植转基因作
体，还必须根据有关转基因产品的管理规定、 在可控制条件下进行安全性评价和大田育种 利用研究。
第24页，共103页。
转基因作物的生物安全性
由于转基因产品存在一定的风险，如转基因产品本身对人
类的毒害作用、转基因作物对环境的破坏性作用包括转入的
外源基因在环境中的扩散、对物种多样性的影响等，因此必 须从保障人类健康、发展农业生产和维护生态平衡与社会安全
生物科技小讲座PPT课件
细胞工程
01
02
03
04
细胞工程是利用细胞进行繁殖 和发育的技术。
细胞工程在医学、农业和工业 等领域有广泛应用，如干细胞
治疗、胚胎发育研究等。
细胞工程的基本技术包括细胞 培养、细胞融合、细胞基因编
辑等。
细胞工程的发展为人类提供了 更深入的细胞和组织层面的理
解和操控能力。
蛋白质工程
蛋白质工程是通过改变蛋白质的序列和结构来改变其功 能的技术。
的伦理争议。
02
人类增强
生物科技的发展使得人类增强成为可能，例如通过基因编辑提高智力、
体能等。然而，这种增强可能导致人类之间的不平等加剧，引发社会和
伦理问题。
03
生物安全
生物科技在研究、开发和应用过程中可能产生具有潜在危害的生物物质，
如病毒、细菌等。这些物质可能对人类和环境造成危害，需要采取严格
的安全措施。
发酵工程的基本技术包括菌种 选育、发酵条件优化和控制等 。
发酵工程的发展为人类提供了 更高效的生产手段，同时也促 进了微生物学的研究和应用。
酶工程
01
酶工程是通过酶的催化作用来进 行物质转化的技术。
02
酶工程在化工生产、环保处理和 医药制造等领域有广泛应用，如
生物催化剂、酶法合成等。
酶工程的基本技术包括酶的提取 和纯化、酶的固定化和酶的修饰 等。
工业领域的应用
生物能源
利用生物质资源生产可再 生能源，如生物柴油、生 物燃气等。
生物材料
利用微生物、动植物提取 物等生物资源生产新材料， 如生物塑料、生物纤维等。
生物化工
利用生物技术改造传统化 工行业，如发酵工程、酶 工程等。
环境领域的应用
微生物技术应用-益生菌剂PPT课件
微生物技术应用——单细胞蛋白
二、芽孢杆菌制剂
（一）益生芽孢杆菌种类 常见的有：蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地
衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、凝结 芽孢杆菌、缓慢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、纳豆芽 孢杆菌、芽孢乳杆菌等。
国内市场上有：促菌生（蜡样芽孢杆菌）、整肠 生（地衣芽孢杆菌）、益菌生（枯草芽孢杆菌）、乳康 生（含蜡样芽孢杆菌）等。
微生物技术应用——单细胞蛋白
一、检测益生菌的经典方法
➢平板计数法（厌氧箱、厌氧罐、干燥器、半固体深层琼脂柱） ➢显微镜直接计数法 ➢代谢产物测定法
微生物技术应用——单细胞蛋白
二、益生菌的分子检测技术
➢16S rRNA寡核苷酸序列分析技术 ➢核酸杂交技术 ➢变性梯度凝焦电泳技术
➢目前用作饲料添加剂的微生物种类少，菌株 性能单一，缺乏针对性； ➢加强对益生菌剂剂型的研究，减少加工对菌 体的伤害，提高活菌浓度； ➢建立简单快速的益生菌剂监测系统，规范益 生菌剂的生产和市场。
微生物技术应用——单细胞蛋白
第四节 益生菌的检测方法
一、检测益生菌的经典方法 二、益生菌的分子检测技术 三、用于乳酸菌分离和培养的常见培养基
自益生菌剂的概念被提出后，它就成为了微生态 的带名词。益生菌剂通常是指一类分离自机体内的 正常微生物菌群，以高含量活菌为主体，通过定植 作用改善宿主特定的部位的微生态平衡并兼有其它 有益生理活性的生物制剂。
微生物技术应用——单细胞蛋白
二、益生菌剂与微生态制剂
构成益生菌剂的微生物种类很多，研究和 使用最多的是用于调节肠道菌群平衡的乳酸 杆菌和双歧杆菌制剂。饲用益生菌剂作为饲 料中促进生长的抗生素替代品，有对动物无 毒副作用，无耐药性，无残留，效果显著等 特点逐渐得到广大养殖业者的首肯。
现代生物技术在植物保护中的应用 PPT
根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞
中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上 有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物
伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到
植物基因组中。因此，农杆菌是一 种天然的植物遗传转化体系。人们
将目的基因插入到经过改造的T-DNA
区，借助农杆菌的感染实现外源基 因向植物细胞的转移与整合，然后 通过细胞和组织培养技术，再生出 转基因植株。
油酸烟碱、苦皮藤素、双素· 碱、烟碱· 楝素、大蒜素、腐 植酸、红海葱等。目前商品化生产的有20 多个品种。
3
动物性制剂 主要有赤Байду номын сангаас蜂、丽蚜小蜂、草
蛉、瓢虫、蚜茧蜂、捕食螨、红 铃虫性诱剂(信优灵) 、芫菁素、 蝎子毒素、蜘蛛毒素等。
4
昆虫生长调节剂
它以干扰害虫的正常 生长发育达到防治害 虫的目的, 并以安全、 高效、对人畜和天敌 及环境友好等优点受 到人们的青睐。例如 氟铃脲、杀铃脲(灭幼 脲四号) 、噻嗪酮、 灭蝇胺、抑食肼、米 满、美满、烯虫酯、 双氧威、吡虫醚等。
农业种植中的生物技术基本上可以用 “转基因植物”来概括
上世纪90年代以来，转基因Bt棉花、玉米、大豆和 水稻等相继应用，为害虫治理提供了新的手段。
Bt玉米
Bt棉花
Bt基因 Bt水稻 Bt马铃薯
Bt 水稻的抗虫效率
多年、多点、多方试验研究 高抗稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟 中抗大螟
几种常用的植物转基因方法 ： A. 土壤杆菌介导转化法：
生物产品（农药）的研究和开发利用
由于常规化学农药防治造成环境污染、农药残留、害 虫产生抗药性等诸多问题，生物技术将在21 世纪全面挑 战传统的农药工业。科学家们希望现代生物技术的应用使 植物保护变得更环保、更安全、更有效，同时不影响其他 有益生物的生存。生物防治技术越来越多的受到人们的青 睐，生物农药，特别是杀虫微生物农药的应用已经具有良 好的基础，并将得到长足的发展。对昆虫病原微生物的进 一步开发利用，将有力地推动害虫生物防治与害虫生态控 制的进程。目前，已将微生物中病毒、细菌、真菌、线虫 的研究应用于害虫生物防治中，并取得了良好的效果。
中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上 有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物
伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到
植物基因组中。因此，农杆菌是一 种天然的植物遗传转化体系。人们
将目的基因插入到经过改造的T-DNA
区，借助农杆菌的感染实现外源基 因向植物细胞的转移与整合，然后 通过细胞和组织培养技术，再生出 转基因植株。
油酸烟碱、苦皮藤素、双素· 碱、烟碱· 楝素、大蒜素、腐 植酸、红海葱等。目前商品化生产的有20 多个品种。
3
动物性制剂 主要有赤Байду номын сангаас蜂、丽蚜小蜂、草
蛉、瓢虫、蚜茧蜂、捕食螨、红 铃虫性诱剂(信优灵) 、芫菁素、 蝎子毒素、蜘蛛毒素等。
4
昆虫生长调节剂
它以干扰害虫的正常 生长发育达到防治害 虫的目的, 并以安全、 高效、对人畜和天敌 及环境友好等优点受 到人们的青睐。例如 氟铃脲、杀铃脲(灭幼 脲四号) 、噻嗪酮、 灭蝇胺、抑食肼、米 满、美满、烯虫酯、 双氧威、吡虫醚等。
农业种植中的生物技术基本上可以用 “转基因植物”来概括
上世纪90年代以来，转基因Bt棉花、玉米、大豆和 水稻等相继应用，为害虫治理提供了新的手段。
Bt玉米
Bt棉花
Bt基因 Bt水稻 Bt马铃薯
Bt 水稻的抗虫效率
多年、多点、多方试验研究 高抗稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟 中抗大螟
几种常用的植物转基因方法 ： A. 土壤杆菌介导转化法：
生物产品（农药）的研究和开发利用
由于常规化学农药防治造成环境污染、农药残留、害 虫产生抗药性等诸多问题，生物技术将在21 世纪全面挑 战传统的农药工业。科学家们希望现代生物技术的应用使 植物保护变得更环保、更安全、更有效，同时不影响其他 有益生物的生存。生物防治技术越来越多的受到人们的青 睐，生物农药，特别是杀虫微生物农药的应用已经具有良 好的基础，并将得到长足的发展。对昆虫病原微生物的进 一步开发利用，将有力地推动害虫生物防治与害虫生态控 制的进程。目前，已将微生物中病毒、细菌、真菌、线虫 的研究应用于害虫生物防治中，并取得了良好的效果。
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以及精神、行为等活动的全部遗传信息。
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HGP简介
人类基因组计划
1990年正式启动。
美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同 参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。
计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组作图、 精确测序，基因鉴定和功能分析，破译人类全部遗 传信息
曼哈顿计划
通过测序得到基因组 的序列图谱
人类基因组计划
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大规模基因组测序
人类基因组计划
Megabace 测序仪
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3700 测序仪 17
人类基因组计划
运用计算机软件进行序列拼接
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现在，你能否设计较理 想的人基因组计划？
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人类基因组测序完成
2003年4月14日，美国联邦 国家人类基因组研究项目负 责人弗朗西斯·柯林斯博士 在华盛顿宣布基因组测序图 已由美、英、日、德、法、 中六国经13年努力完成
阿波罗计划
20世纪科学史上3个里程碑
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HGP的意义
➢了解生命的起源与进化
➢认识种属之间和个体之间存在 差异的起因 ➢五种“模式生物” 基因组的研 究：大肠杆菌、酵母、线虫、果 蝇和小鼠
➢解码生命，认识自身
➢了解生命体生长发育的规律
➢认识疾病产生的机制，掌握生 老病死规律
➢疾病的诊断和治疗
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5. 基因的确定与分析
人类基因组计划
基因转录图谱 - 生命的乐谱
转录图谱是在识别基 因组所包含的蛋白质 编码序列的基础上绘 制的有关基因序列、 位置及表达模式等信 息的图谱。
断裂基因
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人类基因组计划
确定特定基因的方法
通过DNA全序列分析确定基因
根据人类基因组DNA测序，利用计算机分析，找出ORF
以碱基对的数目为衡量单位，
精度在100kb水平
第21号染色体的物理图谱
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3 大片段外源DNA克隆体 系
人类基因组计划
酵母人工染色体（YAC） 克隆体系的构建
重叠群组建（步移法）
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4 DNA序列测定
序列图谱 - 重中之重
DNA序列分析技术是一 个包括制备DNA片段化 及碱基分析、DNA信息 翻译的多阶段的过程
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生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点
➢ 二十世纪后叶，分子生物 学领域一系列突破性成就， 使生命科学在自然科学中 的地位发生了革命性的变 化；
➢ 近50年生命科学的发展超 过了此前500年的总和
➢ 建立在实验室研究基础上 的生物技术的发展为人类 带来了巨大的利益和财富。
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4
人类基因组计划
遗传图谱（连锁图谱，linkage map) 通过家谱分析和测量不同性状一起遗传（即连锁）的频率，将基因或 其它DNA顺序标定在染色体上构建连锁图 单位：厘摩（cM，即每次减数分裂的重组频率为1%）；Mb水平的标记
作用 确定基因或DNA片断在染色体的定位 各基因或DNA片断的相对距离
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人类单倍体基因组
人类基因组计划
含 32亿碱基对(bp)的DNA序列 编码序列约占3%，非编码序列约占97%。 包括约3～4万个基因，分布于22条常染色体和 X、Y性染
色体。
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人类基因组计划
一、人类基因组研究方案及技术
人类基因组研究的技术原理
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1 遗传图谱 - 孟德尔的“新生”
生物技术将是未来经济发展的新动力
第一次技术革命 第二次技术革命 第三次技术革命
工业革命 信息技术 生物技术
解放人的双手 扩展人的大脑 改造生命本身
“生命产业是一个朝阳、永恒的产业”
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生物技术的应用与评价
人类基因组计划（HGP） 动物克隆技术 生物技术与医药 生物技术与农业 生物技术与工业 生物技术与食品 生物能源 生物技术与环境
第六章 生物技术的应用
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生命科学直观影响的相关领域
生命科学
医药卫生（医药生物技术） 农林牧渔（农业生物技术） 环境保护（环境生物技术）
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人类面临与生命科学相关的六大问题
➢ 环境污染 ➢ 资源枯竭 ➢ 生态破坏 ➢ 能源危机 ➢ 气候反常 ➢ 人口爆炸
以绿色环保和可持续发展为特征
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人类基因组计划
国际人类基因组测序任务分配情况
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遗传病基因克隆重大突破
人类基因组计划
夏家辉教授实验室 1998年克隆了高频耳聋疾病基因
2001年上海和北京科学家发现遗传
性乳光牙本质II型基因
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最初由国家自然科学基金会和863高科技 计划的支持下，先后启动了“中华民族基 因组中若干位点基因结构的研究”和“重 大疾病相关基因的定位、克隆、结构和功 能研究”；
1998年在上海成立了南方基因中心； 1999年在北京成立了北方人类基因组中心； 1999年7月在国际人类基因组注册，得到
完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区 域的测序任务，该区域约占人类整个基因 组的1％。 1999年11月12日：科技部、中科院、 “863”计划生物领域专家委员会讨论决 定“863”计划出资3000万元，中科院出 资1000万元
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第一节 人类基因组研究
Human Genomic Project
——揭开生命的奥秘
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人类基因组计划
人类的遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在
DNA分子中，它们以功能单位(基因)在染色体
上占据一定的位置
基因组就是细胞内遗传信息的携带者——
DNA的总体。
人类基因组包含着决定人类生、老、病、死
方法：家系分析 1～22染色体：8个家系 134个个体 X染色体：12家系， 170个个体
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2 物理图谱 - 路标与路轨
人类基因组计划
是通过对DNA的化学测度而 绘制的，反映的是DNA序列 上两点之间的实际距离
目的：把有关基因的遗传信 息及其在每条染色体上的相 对位置线性而系统地排列出 来。
功能克隆
根据基因的功能，分离并测定基因结构
定位克隆：已知基因染色体定位然后进行的克隆
已完成几十个疾病基因的克隆分离
鉴定基因
据基因编码蛋白质的氨基酸序列分析蛋白质的类型、功 能
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人类基因组计划
我国对人类基因组计划的贡献
1994年，我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、 杨焕明的倡导下启动