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1、（一）历史第七章现代生物技术与环境污染治理2013-3-29（-）历史（二）意义（三）展望1917 :提出 1953：基因的奠基人一詹姆斯沃森和弗朗西斯克里克，他们发现DNA的双螺旋结构。DNA之父。DNA之母：罗莎琳德富兰克林，她用X射线衍射DNA晶体 得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状; 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 向进里面。1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物上圭杜 羊，2003年2月14日去世。1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。2000：果蝇的
2、基因组图谱绘制完成；人类基因组图谱的绘制工作完成。2002：疟原虫、按蚊的基因组图谱完成；完成水稻、 小鼠的基因组图谱。2003：意大利培育出第一匹克隆马，人类基因组序 列基本完成。42005年：全球首只克隆狗在韩国公开露面“斯纳皮”与“父母”世界肓只克隆羊“多莉DNA的双螺旋结构（三）展望现代生物技术将为粮食、健康、环境、能源等人类 ifii临的重大问题开辟广阔的前景，与信息、新材料和新 - 能源技术将成为四大科学技术支柱，是21世纪高新技术 产业的先导。引士美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高代品的安全系 数。诸如此类，将为人类开创美好
3、的明天。（）定义生物技术：以现代生命科学为皋础，结合先进的工 程技术手段和其他棊础学科的科学原理，按照预先的设 计改造牛物体或加匚牛物原料，为人类牛产出所需产品 或达到某种目的。（二）内容四大块:基因工程、酶丄程、细胞工程和发酵工程。（三）发展开始比较缓慢，后迅速发展。（四）应用（-）定义三-环境生物技术广义：凡足白然界中涉及环境污染控制的一切与生 物技术有关的技术。严格地说，环境生物技术指的是立接或间接利川生 物或生物体的某吐组成部分或某吐机能，建立降低或消 除污染物的牛产艺，或者能够高效净化环境污染，同 时乂牛产有川物质的工程技术。三*环境生物技术（二）研究范围1、从实验室到模拟和现场应用
4、：2、开发废物资源化和能源化技术；3、建立无害化生物技术清洁生产新工艺；4、发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检 测技术转鱼抗寒基 因的番茄-思考:1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另 一种生物上？2、推测这种“嫁接”怎样能实现？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？1基因工程与环境污染生物治理基因工程：又叫做或O通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的窿O疋丄乙 将外源基因体外重组后导入受体细朋 内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、 翻译表达的操作。 2 理论和技术支撑(1)理论：40年代发现了生物的
5、遗传物 质是DNA. 50年代弄清了DNA的双螺旋 结构、60年代确定了遗传信息的传递方 式。 (2)技术：工具酶、载体、逆转录酶3基因工程实施至少四个必要条件：工具 酶、基因、载体.受体细胞 1、DNA：遗传物质脱氧核糖核酸的简称。每 个DNA分子都包含螺旋结构的双股链。、基因组的相关名词 2.基因：DNA上有遗传意义的片段叫基因， 基因包含一定数量的碱基。基因是基础的遗传 单位，它们决定一个人眼睛的颜色、耳朵的大 小、脑容量等所有人的生理特征和一些行为特 征。更重要的是，基因与许多疾病有关。 3、测序：确定DNA双股链上每个独立结构单 元或碱基的确切顺序的过程。测序经常被称为“破译”，因为
6、其结果就像解码一样。解码结 果包含数百页和成千上万行4种字母的序列， 这些字母表示4种不同的碱基，它们是腺瞟吟、 鸟嚓吟、胞咳陀和胸腺咳喘，分别用它们的首 字母A、G、C、T表示，其排列顺序中蕴藏着 各种各样的遗传信息和生命指令。、基因组的相关名词 4、基因诊断:也叫DNA诊断、分子诊断， 是通过从患者体内提取样本用基因检测 方法来判断患者是否有基因异常或携带 病原微生物。目前，基因诊断检测的疾 病主要有三大类：感染性疾病的病原诊 断、各种肿瘤的生物学特性的判断、遗 传病的基因异常分析。 5、所谓转基因技术就是把外源基因整合 到动植物基因组中去。6、基因突变是指由于DNA碱基对的置换、 增添或
7、缺失而引起的基因结构的变化， 亦称点突变。IK、基因组的相关名词 8、染色体(Chromosome)：人体人体内所有细胞的染色体的长度加起来，足足有1 6 0 0亿公里长。9、克隆是英文clone的音译,简单讲就是一种 7、人类基因组(HumanGenome):是建立人体所需的化学密码或蓝图，而这幅蓝 图的基本组成是DNA。 DNA是一条由磷酸 盐和糖组成的分子链，呈双螺旋形，即两条互 相缠绕的螺旋形分子带，中间以称为碱基的横 条紧扣。除了李生子女外，每个人的DNA都 是独一无二的。每个细胞内皆有2 3对染色体，它们位于细胞 的核心，当中染色体XY是决定性别的。一个A 6人工诱导的无性繁殖方式
8、。19转基因抗虫棉抗虫棉A 6A 6普通棉A 6基因工程培育抗虫棉的简要过程:苏云金芽砲杆菌提取与运载体DNA拼接普通棉花（无抗虫特性）1棉花细胞（含）导入21（一 ）DNA重组技术的基本工具二、基因工程的基本过程1.2.限制性核酸内切酶一 来源：主要是微生物种类：4000种。3.作用:一种限制酶识别一种并在切割“分子手术刀”4、结果：形成两种末端窪端GAATTC11VV9要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。被同一种限制酶切断的几个来源不同的DNA是否具有相同的黏性末端?|切此也盘1RSaattciIgaattcIIcttaa
9、gIIcttaagItSRI切此（4点I双fi!斷开阳24 ma分子的26阳24 ma分子的26E3 lARTTd回AAlTd TTTXTn E3不词来翼的DNA片KHS合TTA Aid二个不同的DN A的黏性末端黏 合起来，就似乎 可以合成重组的 DNA分子了。阳24 ma分子的262H二.DNA连接 “分子缝合针力/ “ AM .2H2H1 作用把两条DNA末端之间的缝隙“缝合力起乗2H2H二.基因的针线DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。A.A1|TA TG ucT A.T ncl G2H29三、基因进入受体细胞的运载”分子运输车
10、薛1、作用：将外源基因导入受体细胞2、特点（条件）ri.能够在宿主细胞中赶稳定地. J 2、具有多个限制酶切割位点，以便与外源 基因连接：6,便于进行筛选3、常用的运载体：质粒（最常用）.噬菌体和动植物病毒等它们的共同特点是：8其中质粒存在于许多细 菌和酵母菌等生物中，是画 细胞染色体外能够白主 复制的很小的环状DNA分. 子.BDNA大肠杆曲细胞-抗苗索航性基因控制质粒DNA 转移的慕因31（二）基因工程基本步骤:第一步获取目的基因 方法：1、直接分离：第二步目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞1、常用的受体细胞：刃们 kS、 th - I tH、 EtT MS 2、常用微生物
11、作受体细胞的原因:3、若受体细胞为细菌应作何处理:目的是：第四步：目的基因的检测和表达一般检测：垠因撚什的耳未步骡車搭II下一兹三、基因工程在环境污染的生物治理中的应优势：集中与创造n的基因.提供综合性代谢新污 染物的通路和杂种细胞；提咼代谢通路结构基内的表达，针対新的污 染物，改变表达的调节方式；控制降解途径的限制性步骤，提高分解代谢 酶的合成或其他生化反应过程效率；防止有毒终污染物的产生，防止非需要产品 的出现，川确定的基因实现最初的H的。降解卤代芳桂基因工程菌分解尼龙寡聚物基因工程菌分解多糖基因工程菌抗金属基因工程菌除草剂降解基因工程菌玄可不是普通 旳细菌，它是 傢接了人胰岛 秦基因的工
12、程 气，能大量合 成人胰岛素。/訥基因重组后，细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？3S3S4()获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种14()2、基因工程与药物研制许多药品的生产 是从 中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。微生物生长迅速, 工业化生产。若 导入微生物细胞内, 不但能解决产量问题,容易控制，适于大规模让它们产生相应的药物, 还能大大降低生产成本。将合成的胰岛 素基因导入大肠杆了30%50%!禳岛素从猪.牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低3.环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。1）用于环境监测。2）用于被污染环境的净化。通过基因工程方法怎样进行环境监测?例如：用DNA探针可以检测饮用水中 病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏, 1吨水中有10个病毒也能检测出来。C二J基因操华萌工具通过基因工程
