现代生物技术教学课件电子教案全套课件.pptx

生物技术 一、生物技术的内容 1．生物技术的定义 综合运用现代生物学、化学、工程学的手段，直接或间接地利用生物体、生命体系和生命活动过程生产有用物质的一门高级应用技术科学。;2．内容 （1）基因工程：重组DNA技术 （2）细胞工程：用细胞生物学方法对细胞进行改造，使细胞按人类需要生产有用的产品，或者遗传物质，从而培育新的生物类型。包括：细胞杂交技术、单克隆抗体、细胞大规模培养技术。 （3）蛋白质与酶工程：利用酶促反应的高效率和专一性，并借助于工艺手段和生物反应器进行某种产品生产的技术体系。;（4）发酵工程：微生物工程 利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生有用物质，或者把微生物手段来生产有用物质，或者把微生物直接用于生物反应器的技术。事实上基因工程、细胞工程、酶工程的成果，只有通过发酵工程，才能形成新的生物技术产业。; 二、基因工程技术和应用;基因工程的操作流程; 将外源基因（又称目的基因，是一段 DNA 片断）组合到载体 DNA 分子中去，再把它转到受体细胞（亦称寄主细胞）中去，使外源基因在寄主细胞中增值和表达，从而得到期望的由这个外源基因所编码的蛋白质。;所以，基因工程的操作包含以下步骤： ? 获得目的基因 ? 构造重组 DNA 分子 ? 转化或转染 ? 表达 ? 蛋白质产物的分离纯化; 到哪里去找目的基因？  从组织细胞中可以分离得到人/小鼠的全套基因，称为基因文库。文库中基因总数 就人来说约有 3 万个基因。如何从中把需要的基因找出来？采取“钓”的办法。这个办法通常称为印迹法。;;印迹法的主要步骤：（1）基因文库－ DNA 用限制性内切  酶处理。（2）DNA 片断混合物通过电泳分离。（3）电泳后，通过印迹技术转到酯酰  纤维薄膜上，以便操作。（4）用已知小片断DNA 作为探针，  互补结合需要找的基因片断。（5）探针DNA 片断已用放射性元素 标记，使胶片感光后可看出。; 印迹法的关键是“分子杂交”，利用碱基配对的原则，用???段小的已知的 DNA 片断去寻找（“钓”）大的未知的基因片断。 探针 DNA 片断从何而来？ 根据目的蛋白的氨基酸序列，只要其中 N－端 15－20 个氨基酸序列，按三联密码转为 40-60 核苷酸序列，人工合成，即为探针 DNA 片断。;（2）目的基因的扩增; 克隆——生物分子， 细胞， 生物个体 的无性增殖过程都称为克隆。;（3）PCR —— 把寻找目的基因和扩增目的基因两步操作并成一步。;P C R 操作流程;PCR 反应分三步完成：第一步 —— 90 0 C 高温下，使混合物的DNA 片断因变性而成单链。第二步 —— 50 0 C 温度下，引物 DNA结合在适于配对的DNA片断上。第三步 —— 70 0 C 温度下，由合成酶（ DNA 高温聚合酶）催化，从引物开始合成目的基因 DNA。; PCR 的三个步骤为一次循环，约需5－10 分钟。每经一次循环，所找到的目的基因扩充一倍。经过 20 次循环，即可扩增 106 倍，总共只需几个小时。;（4）构造重组 DNA 分子;;; 其次要把目的基因“装”到载体中去。“安装”的过程，需要好几种工具酶，其中关键的酶叫限制性内切酶。 此酶识别一定碱基序列，有的还可切出“粘性”末端，使得目的基因和载体的连接非常容易。;;;（5）转化/转染—表达—蛋白质分离; 重组 DNA 分子进入寄主细胞后，其中的目的基因能否表达，表达效率高低，还有很大差别。表达通常是指目的基因编码的蛋白质合成。基因工程的最后一步，是把所获得的蛋白质分离纯化，得到蛋白质产品。;;2、基因工程的应用;胰岛素 1000 磅牛胰 10 克胰岛素 200 升发酵液 10 克胰岛素;（2）用于提高奶酪产量 生产奶酪的凝乳酶传统上来自哺乳小牛的胃。现在可以通过基因工程办法，用酵母生产凝乳酶，大量用于奶酪制造。;哺乳小牛 凝乳酶基因 胃 转入啤酒酵母 凝乳酶 凝乳酶