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第第一一章章生物技术总论1.生物技术：是指人们以现代生命科学为基础、结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人们生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。2.传统生物技术：主要是通过微生物的初级发酵来生产产品，包括制造酱、醋、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺。3.现代生物技术：指在20世纪中叶后随着一些生物学领域的重要发现，以及随后产生的新手段和新技术，从而形成以现代生物科学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。4.现代生物技术的标志：是以1953年DNA双螺旋结构模型建立为基础。以70年代DNA重组技术的建立为标志5.生物技术的重要性：1）生物技术是解决全球性经济问题的关键技术，可以解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题、及资源问题；2）生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧渔、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；3）生物技术还与与伦理、道德、法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生产生重大的影响。6.生物技术的特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能。7.生物技术的种类：时间上分：传统生物技术，现代生物技术；操作对象和操作对象的不同：基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程，蛋白质工程，生化工程等8.现代生物技术对经济社会发展的影响：1）改善农业生产、解决食品短缺，包括提高农作物的产量及品质，培育抗逆的作物优良品系，培养动物的优良品系。2）提高生命质量，延长人类寿命。3）解决能源危机、治理环境污染。4）制造工业原料、生产贵重金属。第二章基因工程9.基因工程：按照人为的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转移等技术，有目的地改造生物种性，使现有物种在较短的时间内趋于完善，从而创造出新的生物类型，这就是基因工程。10.基因工程克隆载体：外源基因必须先同某种传递者结合后才能进入细菌和动植物受体细胞，把这种能承载外源DNA片断（基因）带入受体细胞的传递者称之为基因克隆载体。11.目的基因：基因工程的目的是通过优良性状基因的重组，获得有价值的新物质，为此须从现有生物群体中，分离出可用于克隆的相关基因，这样的基因通常称之为目的基因，目的基因主要是结构基因。12.结构基因：是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质。13.转化：携带基因的外源DNA分子通过与膜结合进入受体细胞，并在其中稳定维持和表达的过程；14.转导：通过噬菌体颗粒感染，把DNA导入受体细胞的过程。15.感受态细胞：16.受体细胞：从技术上讲是能摄取外源基因并能使其稳定维持的细胞；从目的上讲是有应用和研究价值的细胞；17.植物转基因技术：是将功能基因导入植物的基因组中，从而引起植物体性状的可遗传改变的技术。13.基因工程的主要操作内容：1）目的基因的获取：从生物基因组中，分离出带有目的基因的DNA片断。2）重组体的制备：将目的基因的DNA片断插入到载体分子上。3）重组体的转化：将重组体转入到受体细胞中。4）克隆鉴定：挑选转化成功的细胞克隆。5）目的基因表达：使导入寄主细胞的目的基因表达出需要的基因产物。14.基因工程的特征：跨物种性，无性扩增。跨物种性:外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。无性扩增:外源DNA在寄主细胞内可大量扩增和高水平表达15.基因工程诞生的理论基础：DNA是遗传物质，DNA双螺旋结构，中心法则和遗传密码。1、DNA是遗传物质：核酸的组成和分类？（DNA和RNA）2、DNA双螺旋结构：1953年JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制3、中心法则和遗传密码：1957年Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”，1964年MarshallNirenberg和GobindKhorana等终于破译了64个遗传密码16.基因工程的安全性：1)对环境的影响：新的生物性状可能给生态环境带来不良影响。2)新型病毒的出现：制造带有抗性基因的新型病毒微生物。3)癌症扩散：将肿瘤病毒引入细菌有可能扩大癌症的发生范围。4)人造生物扩散：人造新型生物体的意外扩散可能会出现危险。17.基因工程操作的主要技术原理：电泳技术，分子杂交技术，PCR技术，DNA测序技术，RNA技术。18.电泳技术：在直流电场中，带电粒子向带符号相反的电极移动的现象称为电泳。用途：用于分离、鉴定和纯化DNA和多肽片断。原理：凝胶结构孔径分子筛作用是分离DNA片断。19.PCR技术基本原理：类似于DNA的体内复制。首先待扩增DNA•模板加热变性解链，随之将反应混合物冷却至某一温度，然后引物与它的靶序列发生退火，再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。这种热变性-复性-延伸的过程就是一个PCR循环。20.工具酶的种类：限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、核酸酶、核酸修饰酶。21.限制性内切酶：有限制和修饰作用。限制是指细胞能识别外来的DNA并把它切成片断；修饰是指细胞通过碱基的甲基化对内源DNA起保护作用。22.DNA连接酶：催化DNA上裂口两侧3‘羟基和5’磷酸之间形成的磷酸二酯键，使断开的DNA•裂口连接起来。所以其具有修复单链或双链的能力。23.DNA聚合酶：分为三类，依赖于DNA的DNA聚合酶:DNA聚合酶Ⅰ(全酶)等。依赖于RNA的DNA聚合酶:反转录酶。不依赖于DNA的DNA聚合酶:末端转移酶24.基因克隆载体的定义：外源基因必须先同传递者结合后才能进入受体细胞，把这种能承载外源基因的传递者称之为基因克隆载体。25.基因克隆载体的功能：运送外源基因高效转入受体细胞；为外源基因提供复制能力或整合能力；为外源基因的扩增或表达提供条件。26.基因克隆载体的种类：质粒克隆载体；噬菌体和病毒克隆载体；复合型克隆载体；酵母人工染色体；细菌人工染色体载体；哺乳类人工染色体。27.基因克隆载体具备的条件：必须含有复制单元，以使片断能在细胞内复制；必须含有标记基因，有助于把转化细胞和非转化细胞鉴别开来；标记基因的内部必须有合适的切割位点，使得外源基因插入到标记基因内使标记基因失活；载体DNA应该包括合适的控制单元，如启动子、终止子等。28.结构基因的组成：转录启动子、基因编码区和转录终止子。33.目的基因的分离方法：PCR技术法；筛选基因文库法；图位克隆法；mRNA差别显示技术；酵母双杂交系统法；T-DNA标签法；生物信息技术。34.植物基因转化受体系统：是指用于转化的外植体通过一定培养途径，能高效、稳定再生无性系，并能接受外源DNA整合，能转化选择抗生素敏感的再生系统。35.植物基因转化受体系统的条件：A高效稳定的再生能力，外植体必须有很高的再生频率，并且具有良好的稳定性和重复性；B较高的遗传稳定性，要求植物受体系统接受外源DNA后不影响其分裂和分化并能将它们稳定地遗传给后代。C具有稳定的外植体来源，外植体容易得到并且可以大量提供。因为实验需要大量的外植体材料。36.植物基因工程应用：抗植物病虫害；抗非生物胁迫；提高作物产量；改良作物品质。1、抗植物虫害基因及其应用植物病害和虫害往往使农业生产蒙受严重损失。农作物产量损失的三分之一可归因于病害，而植物虫害也使全世界每年大约损失数千亿美元。化学农药的使用存在食物残留,食物链中的积累,造成严重的环境污染，作用的非特异性,杀有益的昆虫,破坏生态平衡。长期使用使病原体逐步产生抗性等问题由于不仅新品种选育历程较长，对于某些病虫害尚无基因资源作为杂交育种的亲本，使得常规的育种手段来获得抗病虫害的作物品神是很困难的2、抗植物真菌病害基因及其应用增强细胞壁结构诱导产生或激活抗菌物质3、抗非生物胁迫基因及应用胁迫(stress):系指对植物生存和生长不利的种环境因素的总和4、提高作物产量改良作物品质的基因及其应用第三章细胞工程植植物物培培养养基基;;在在无无菌菌和和人人为为控控制制外外因因（（营营养养成成分分，，光光照照，，温温度度，，湿湿度度等等））的的条条件件下下，，培培养养，，研研究究植植物物组组织织器器官官，，甚甚至至进进而而从从中中分分化化，，发发育育出出整整体体蜘蜘蛛蛛的的技技术术。。胚胚状状体体：：指指的的是是在在组组织织培培养养培培养养中中分分化化产产生生的的具具有有芽芽端端和和跟跟端端类类似似合合子子胚胚的的构构造造。。脱脱分分化化：：由由高高度度分分化化的的植植物物器器官官、、组组织织或或细细胞胞产产生生愈愈伤伤组组织织的的过过程程，，称称为为植植物物细细胞胞的的脱脱分分化化。。再再分分化化：：脱脱分分化化产产生生的的愈愈伤伤组组织织继继续续进进行行培培养养又又可可以以重重新新分分化化成成根根或或芽芽等等器器官官，，这这一一过过程程称称为为植植物物细细胞胞的的再再分分化化。。11细细胞胞工工程程的的基基础础知知识识：：生生物物界界有有两两大大类类细细胞胞：：原原核核细细胞胞和和真真核核细细胞胞22细细胞胞全全能能性性：：生生物物体体的的细细胞胞具具有有使使后后代代细细胞胞形形成成完完整整个个体体的的潜潜能能的的特特性性33基基本本技技术术：：无无菌菌操操作作技技术术，，细细胞胞培培养养技技术术，，细细胞胞融融合合技技术术44细细胞胞工工程程重重要要应应用用：：11快快繁繁22优优质质植植物物快快速速培培育育与与繁繁殖殖；；33动动物物胚胚胎胎工工程程快快速速繁繁殖殖优优良良、、濒濒危危品品种种；；44利利用用动动植植物物细细胞胞培培养养生生产产活活性性产产物物、、药药品品；；55新新型型动动植植物物品品种种的的培培育育；；66供供医医学学器器官官修修复复或或者者移移植植的的组组织织工工程程；；77转转基基因因动动植植物物的的生生物物工工程程反反应应器器；；88在在遗遗传传学学、、发发育育学学等等领领域域的的理理论论研研究究；；99在在能能源源、、环环保保等等领领域域的的应应用用。。55植植物物细细胞胞工工程程：：所所采采用用技技术术的的理理论论基基础础是是植植物物细细胞胞的的全全能能性性，，通通常常采采用用的的技技术术手手段段是是植植物物组组织织培培养养和和植植物物体体细细胞胞杂杂交交。。特特点点11：：植植物物细细胞胞工工程程方方面面植植物物细细胞胞培培养养可可以以进进行行深深层层培培养养,,在在较较短短周周期期内内获获得得大大量量难难得得的的、、有有用用的的物物质质。。特特点点22：：细细胞胞和和组组织织培培养养法法使使传传统统的的作作物物育育种种实实现现工工厂厂化化,,不不但但效效率率高高、、成成本本低低,,还还可可以以改改良良作作物物品品质质,,将将某某些些人人类类需需要要的的特特性性进进一一步步发发展展。。66外外植植体体：：即即能能诱诱发发产产生生无无性性增增殖殖系系的的器器官官或或组组织织切切断断。。77愈愈伤伤组组织织：：由由植植物物各各种种器器官官的的外外植植体体增增殖殖而而形形成成的的一一种种无无特特定定结结构构和和功功能能的的细细胞胞团团。。88植植物物组组织织培培养养的的44个个过过程程：：（（简简答答））预预备备阶阶段段分分为为选选择择合合适适的的外外植植体体,,除除去去病病原原菌菌及及杂杂菌菌,,配配置置合合适适的的培培养养基基。。到到诱诱导导去去分分化化阶阶段段（（脱脱分分化化））再再到到继继代代增增殖殖阶阶段段（（再再分分化化）），，再再到到生生根根成成芽芽阶阶段段再再到到移移栽栽成成活活阶阶段段（（包包括括炼炼苗苗等等））最最后后到到大大田田推推广广及及家家系系内内选选择择。。99培培养养基基成成分分：：基基本本成成分分：：碳碳源源（（蔗蔗糖糖、、葡葡萄萄糖糖等等））及及氮氮、、磷磷、、钾钾、、镁镁等等；；微微量量无无机机物物：：铁铁、、锰锰、、硼硼酸酸等等；；微微量量有有机机物物：：如如激激动动素素、、吲吲哚哚乙乙酸酸、、肌肌醇醇等等。。ppHH值值：：55..00－－66..00