生物技术概论整理 word

绪论

一．生物技术(biotechnology)： 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物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的。

二．工程技术手段：基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程 蛋白质工程 三．目的：

获得人们所需要的产品 .疾病的预防、诊断与治疗，食品检验，环境污染的检测和治理. 四．生物技术的分类：

1 基因工程(gene engineering) ⑴获得目的基因 ⑵构建克隆载体

⑶将目的基因导入受体细胞

⑷转基因生物细胞的筛选及转基因生物的鉴定 2 细胞工程(cell engineering) ⑴ 植物细胞的体外培养技术 ⑵ 细胞融合技术 ⑶ 细胞器移植技术 ⑷ 干细胞技术

3 酶工程(enzyme engineering): 将微生物细胞、动植物细胞、细胞器等在一定的生物反应装置中，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。 ⑴ 酶的固定化技术 ⑵ 细胞的固定化技术 ⑶ 酶的修饰改造技术 ⑷ 酶反应器的设计

4 发酵工程(fermentation engineering)

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，在合适的条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需要的产品。

5 蛋白质工程(protein engineering) : 对蛋白质进行修饰、改造和拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。 五．生物技术之间的关系：

彼此之间是相互联系、相互渗透 核心技术是基因工程。 六． 生物技术发展简史：

1。1996年第一只体细胞克隆动物(多利)在英国诞生. 2．1972年美国生物学家Berg首创基因重组技术. 3．1986年，著名生物学家、诺贝尔奖获得者雷纳托杜尔贝科（Renato Dulbecco）在Science杂志上率先提出“人类基因组计划”（Human Genomic Project，简称HGP）。

? 1990年，人类基因组计划在美国正式启动。 植物组织培养

一。细胞全能性 概念： 任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息，即细胞具有全能性。 目前植物细胞全能性理解为：每个植物活细胞都具有该物种的新陈代谢、应激性和自体复制等生命基本属性，在合适的离体培养条件下，可以展现这些特征属性

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二．脱分化：具有特异结构和功能的细胞转化成没有特异结构和功能的细胞的过程称为脱分化。（如根、茎、叶）

三。再分化：是指离体培养物可以由脱分化状态再度分化。包括细胞分化、组织分化和器官分化递进地进行，最后再生完整植株。 四． 植株再生（分化）途径：

器官分化途径 体胚分化途径 五。优良愈伤组织一般应具备的条件

⑴ 旺盛的自我增殖能力，以便于用这些愈伤组织建立大规模的愈伤组织无性系。 ⑵ 容易散碎，以便于用这些愈伤组织建立优良的悬浮系，并且在需要的时候能从中分离出全能性的原生质体。

⑶ 高度的胚性或再分化能力，以便于从这些愈伤组织得到再生植株。

⑷ 经过长期继代培养而不丧失胚性，以便于可能对他们进行各种遗传操作。 六．器官分化途径

① 先分化芽，等芽伸长后在其幼茎基部长根，形成完整小植株 ② 先分化根，再在根上产生不定芽而形成完整植株 ③?? 在愈伤组织的不同部位分别形成芽和根，然后二者的维管组织互相连接，成为小植株。 七．体细胞胚（Somatic embyo）的发生来源

1。从培养中的器官、组织、细胞或原生质体直接分化成胚，中间不经过愈伤阶段。 2。外植体先愈伤化，然后由愈伤组织内分化产生体胚。 八． 细胞全能性所需要的条件

细胞全能性只是一种可能性，要不这种可能性变成现实性，需要什么条件呢？ ⑴ 离体损伤刺激

要使植物组织或细胞经脱分化再生植株，必须从植物体其余部分的抑制性影响下解脱出来，即处于离体条件。

离体损伤刺激是细胞脱分化的重要条件之一。 ⑵ 生长物质的影响

细胞离体后，以异养方式生存，所以必须给与营养物质。 另外，还必须给与激素刺激，以打破抑制力，恢复细胞分裂。 ⑶ 光照和温度的影响

各种植物对光照和温度的要求不同。

有的植物需要在黑暗条件下诱导愈伤组织；但也有的植物在光照条件下诱导愈伤组织，其植株再生率更高。

对温度的要求，往往耐高温植物或起源热带植物，所需培养温度较高（如甘薯）；而耐低温植物，培养温度较低。一般植物培养温度在25℃左右。 灭菌 一。培养基灭菌

? 灭菌方法 高温湿热灭菌 干热灭菌 过滤灭菌 化学灭菌 紫外灭菌

多数细菌和真菌的营养细胞在60℃左右处理15min后即可杀死。

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酵母菌和真菌的胞子要耐热些，要用80℃以上的温度处理才能杀死。 细菌的芽胞更耐热，一般要在120℃下处理15min才能杀死。 高压湿热灭菌

121℃，0.105MPa ，20min

二． 湿热灭菌法比干热灭菌法更有效。在相同温度下，湿热的效力比干热灭菌好的原因是： ①热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强。水分子的存在有助于破坏维持蛋白质三维结构的氢键和其他相互作用弱键，更易使蛋白质变性。

②热蒸汽比热空气穿透力强，能更加有效地杀灭微生物。

过滤灭菌Ⅰ1.过滤器先灭菌，灭菌温度不超过121℃。2.溶液先进行初滤(滤膜?0.65um) 三． 典型的灭菌流程 材料的预处理(剪切、清洗)、70%酒精(20 s)、0.1%升汞(15 min)、

接种、沥干、无菌水冲洗（6次）

四． 试管苗的生长环境

无菌 异养 弱光 恒温

五． 试管苗培养步骤：初代培养、继代培养、生根培养 六． 移栽时应注意的问题 （1）防止菌类滋生

①苗底部培养基要洗干净 ②杀菌剂处理苗的根部

③定时用杀菌剂处理种植基质

常用杀菌剂：KMnO4，百菌清、多菌灵、

植物单细胞培养技术

一． 植物单细胞培养的意义

1． 有利于观察细胞个体的分裂、分化、生长和繁殖情况； 2．有利于获得纯细胞系；

3．有利于进行细胞特性、细胞生长规律、细胞代谢过程及其调节控制规律等方面的研究； 4．有利于生物转化和天然化合物的生产。 二． 植物单细胞的培养方法

1． 平板培养法（1960年，Bergman） 2。看护培养法（1954年，Muir ） 三． 平板培养法的步骤

1 .单细胞的来源：外植体（叶肉细胞）愈伤组织 原生质体 2 单细胞悬浮液的密度调整 3 固体培养基的配制

4 单细胞悬浮液与固体培养基等量混合 5 暗培养 6 继代培养

四．植物原生质提取方法:

1机械分离法(优点：能排除酶的有害影响；缺点：（原生质体的产量低方法繁琐费力；局限性大)2酶法分离（纤维素酶类， 果胶酶类，半纤维素酶类，崩溃酶蜗牛酶） 五.原生质体培养方法:液体浅层培养,固液双层培养,固体平板培养,琼脂糖珠培养 植物体细胞杂交

一．植物体细胞杂交的意义：有性杂交是植物遗传改良的一种传统手段。 二 . 作用空间：主要限于种内的品种之间。

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三.体细胞杂交（somatic hybridization):在离体条件下通过两个亲本体细胞原生质体的融合以及随后将融合产物培养成杂种植株的过程。 四.体细胞杂交技术的一般步骤： 1、原生质体的制备 2、原生质体的融合 3、杂种细胞选择 4、杂种细胞培养

5、由愈伤组织再生植株 6、杂种植株的鉴定 五.原生质体融合方法 1.自发融合

A: 在酶解细胞壁的过程中，有些相邻的原生质体能彼此融合形成同核体，每个同核体包含2～40个核。

B: 形成的原因：由不同细胞间胞间连丝的扩展和粘连造成的。 C: 减少自发融合的措施：在用酶液处理之前，使细胞受到强烈的质壁分离药物的作用，切断胞间连丝。 2.诱发融合

2.1 NaNO3处理

2.2 高PH-高浓度钙离子处理 2.3 PEG（聚乙二醇）处理 2.4 电融合

六.杂种细胞的选择系统 1 根据物理特性选择 1.1 根据可见标志选择

主要用于非绿色原生质体与含有叶绿体的原生质体的融合。（半绿半白） 1.2 根据荧光标记选择

将2种原生质体群体分别用不同的荧光染料标记，然后通过荧光显微镜鉴别异核体。 1.3 低密度植板选择 对细胞进行追踪选择。 2. 突变互补选择

2.1 隐性突变互补选择 2.2 显性抗性互补选择

2.3 隐性突变与野生型互补选择 2.4 显-隐性双突变体选择

3 根据生长和再生能力的差别选择 3.1 根据愈伤组织生长差别选择 3.2 植株再生能力的差别选择

3.3 根据生长和分化对培养基要求的差别选 七.胞质杂交和胞质杂种

1.胞质杂交(cybrid): 两种来源不同的核外遗传成分（细胞器）与一个特定的核基因组结合在一起。

2.核质杂种(nucleo-cytoplasmic hybrid): 一个亲本的细胞核与另一亲本的细胞质基因组结 八.体细胞杂种和胞质杂种的鉴定 1形态和育性鉴定

株型、叶形、花形，茎、叶茸毛的有无或多或少有双亲的特点

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