【正文】 以下途徑發(fā)育而成： ? （ 1） 孤雌繁殖途徑 植物卵細(xì)胞不經(jīng)受精而發(fā)育成單倍體胚，繼而長成單倍體植物。單倍體植物比單倍體動(dòng)物多見。 ? ⑵互補(bǔ)法篩選 遺傳互補(bǔ)法的前提是獲得各種遺傳突變細(xì)胞株系。鑒別雜合體的方法有四種 （顯微鏡鑒別，互補(bǔ)法篩選，細(xì)胞分子生物學(xué)鑒別，根椐植株形態(tài)特征鑒別 。 ? （ 2）電激融法 ：將雙親原生質(zhì)體的適當(dāng)?shù)娜芤簯腋』旌虾螅迦胛㈦姌O，接通一類的高變電 。 ⑸鑒定 只有經(jīng)過鑒定確認(rèn)已獲得原生質(zhì)體后才能進(jìn)行下階段的細(xì)胞融合工作。 ⑵酶解 由于植物細(xì)胞和細(xì)胞壁含纖維、半纖維、本質(zhì)素以及果膠質(zhì)等成分，因此市售的纖維素酶實(shí)際上大多是含多種成分的復(fù)合酶。制成一個(gè)個(gè) 1—— 2——3的細(xì)胞團(tuán)塊，并將它們集中于細(xì)菌立柱中（掃描 70頁） ? 動(dòng)畫原理 ? 三 植物細(xì)胞原生質(zhì)體制備與融合 ? 原生質(zhì)體 —— 去除全部細(xì)胞壁的細(xì)胞。其前提就是通過懸浮培養(yǎng)獲得足夠數(shù)量是細(xì)胞。 到目前為止，已經(jīng)從 400多種藥用植物中建立了組織和細(xì)胞培養(yǎng)物，從中分離出 600多種代謝產(chǎn)物。 ? 我們還可以對(duì)有效成分的合成路線進(jìn)行遺傳操作，以提高所需的次生代謝產(chǎn)物含量，也可以進(jìn)行特定的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，大規(guī)模生產(chǎn)我們所需的有效次生代謝 產(chǎn)物。 用藥用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物有很大潛力。這些次生代謝產(chǎn)物可分為 苯丙素類、醌類、黃酮類、單寧類、類萜、甾體及其甙、生物堿 七大類。隨著“重返大自然”的呼聲日益高漲，人們已認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)在是從高等植物的次生代謝產(chǎn)物中去尋找、開發(fā)新藥的時(shí)代。 ? 動(dòng)畫原理 ? 二 植物細(xì)胞培養(yǎng) 〈 懸浮細(xì)胞培養(yǎng)和固定化細(xì)胞培養(yǎng) 〉和次生代謝物的生產(chǎn)。 ? 〈 3〉 繼代增殖： 愈傷組織長出后經(jīng) 46周的細(xì)胞迅速分裂，原有培養(yǎng)基中的水分及營養(yǎng)成分已被耗光，有害代謝物積蓄，必須進(jìn)行移植，繼代。 ? 植物組織培養(yǎng)流程： ? 〈 1〉 預(yù)備階段 ? ①外植體的選擇 〈 大小要適宜，選擇部位要準(zhǔn)確，一般是幼嫩組織和器官，如芽尖或根尖 〉 。 ? ⑶原生質(zhì)體的再生 〈 融合后的細(xì)胞涂布在某種特殊培養(yǎng)基上，讓細(xì)胞壁再生。 ? ⑶最佳條件下進(jìn)行培養(yǎng)（溫度，濕度，光照，氧氣， CO2）收獲或傳代。 ? ⑶對(duì)周圍環(huán)境保持清潔。 ? 細(xì)胞工程的基本操作 (三大技術(shù)即 無菌操作技術(shù) ,細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) ,細(xì)胞融合技術(shù) )。 ? 病毒（噬菌體）顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)法 ? 用病毒（噬菌體） DNA（或 RTDNA）構(gòu)建的克隆載體或攜帶目的基因的克隆載體，在體外包裝成病毒（噬菌體）顆粒后，感染受體細(xì)胞，使其攜帶的重組 DNA進(jìn)入受體細(xì)胞。植物授粉過程中，將外源 DNA涂在柱頭上，使 DNA沿花粉管通道或傳遞組織通過珠心進(jìn)入胚囊，轉(zhuǎn)化還不具正常細(xì)胞壁的卵、合子及早期的胚胎細(xì)胞。 ? （ 6） 超聲波處理轉(zhuǎn)化法 超聲波處理細(xì)胞時(shí)可擊穿細(xì)胞膜并形成過膜通道，使外源 DNA進(jìn)入細(xì)胞。 ? （ 4） 微彈轟擊轉(zhuǎn)化法 微彈轟擊轉(zhuǎn)化法又稱基因槍轉(zhuǎn)化法，這是利用高速運(yùn)行的金屬顆粒轟擊細(xì)胞時(shí)，將包裹在金屬顆粒表面的外源 DNA分子隨金屬顆粒進(jìn)入細(xì)胞的轉(zhuǎn)化方法。 ? （ 2） 化合物誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化法 用二價(jià)陽離子（ Mg2+ 、 Ca2+、 Mn2+）處理某些受體細(xì)胞，可以使其成為感受態(tài)細(xì)胞，即處于能攝取外源 DNA分子的生理狀態(tài)的細(xì)胞。這里所用的噬菌體 DNA并沒有包上它的外殼 ? 感染 ：以噬菌體為載體，在體外將噬菌體 DNA包裝成病毒顆粒，使其感染受體菌。 ? 電脈沖 (電轉(zhuǎn)化 ) ? 原理：電穿孔是一種方法，利用控制的電流脈沖，使活細(xì)胞的細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，該孔道是暫時(shí)的、可逆的。其次 把重組載體 DNA分子引入受體細(xì)胞的方法很多。 ? ⑷ 銜接物連接法 ? 所謂銜接物（ linker）是指用化學(xué)方法合成的一段由10~12個(gè)核苷酸組成，具有一個(gè)或數(shù)個(gè)限制酶識(shí)別位點(diǎn)的平齊末端的雙鏈寡聚核工業(yè)苷酸片段。 ? DNA的體外重組 對(duì)目的基因與載體 DNA均采用限制性內(nèi)切酶處理 ,從而獲得互補(bǔ)粘性末端或人工合成粘性末端。 ? 反義表達(dá)載體 ? 反義核酸技術(shù)是目前人工干預(yù)基因表達(dá)的一項(xiàng)重要技術(shù)，它利用人工合成或重組的與靶基因互補(bǔ)的一段反義 DNA或 RNA片段，特異性地與靶基因結(jié)合，達(dá)到封閉其表達(dá)的目的。目前用作誘導(dǎo)型的啟動(dòng)子有二價(jià)金屬離子誘導(dǎo)啟動(dòng)子，紅光誘導(dǎo)啟動(dòng)子，熱誘導(dǎo)啟動(dòng)子和干旱誘導(dǎo)啟動(dòng)子等。篩選第一受體的轉(zhuǎn)化子，一般采用抗菌素抗性選擇標(biāo)記；而篩選第二受體的轉(zhuǎn)化子，常用與受體互補(bǔ)的營養(yǎng)缺陷型。 第二 ，具有質(zhì)載體的特性。 ? ① 一個(gè)抗藥性標(biāo)記和一個(gè)質(zhì)粒的復(fù)制起始部位。 ? 能進(jìn)入植物細(xì)胞的只是一小部分，約 25kb，稱為 TDNA(transfer DNA)。 ④通過 PCR把目的基因擴(kuò)增出來 ① 選擇適宜的給體細(xì)胞 ,以便從中采集分離到有生產(chǎn)意義的目的基因； ② 通過反轉(zhuǎn)錄酶的作用由 mRNA合成 cDNA(互補(bǔ)DNA)； ? ③ 用化學(xué)方法合成特定功能的基因。生物戰(zhàn)劑已經(jīng)從由自然界篩選致病微生物與毒素發(fā)展到利用 DNA重組與蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造、構(gòu)建新的致病微生物和毒素的階段。施放方法對(duì)生物戰(zhàn)劑的殺傷效果影響很大。 ? 二、是運(yùn)用分子 遺傳 學(xué)方法研究和改造各種生物戰(zhàn)劑。作為一種大規(guī)模殺傷性武器，至今仍然對(duì)人類構(gòu)成重大威脅。 ? 現(xiàn)在人們正在積極尋找可以取代原有塑料的可生物降解的新材料。 把二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的細(xì)菌 ? （二）保護(hù)環(huán)境 ? 微生物脫硫治理空氣污染 ? 運(yùn)用生物技術(shù)處理、凈化污水 ? 應(yīng)用生物農(nóng)藥控制病蟲害 ? 使用基因工程生產(chǎn)可降解塑料 運(yùn)用生物技術(shù)處理、凈化污水 解決白色污染的替代材料是微生物生產(chǎn)的 PHA 塑料被稱為白色污染，是近年來環(huán)境的大敵。通過光合作用，轉(zhuǎn)基因藍(lán)藻就可以產(chǎn)生異丁醇?xì)怏w。這種藍(lán)藻能通過光合作用消耗 二氧化碳 并產(chǎn)生 異丁醇 。表面活性劑 可降低油與巖石和油與水的界面張力，提高 驅(qū)油效率 ,改變巖石潤濕性 ,使巖石更加水濕 。 ? 應(yīng)用生物技術(shù)，加入能分解蠟質(zhì)的微生物后，利用微生物分解蠟質(zhì)使石油流動(dòng)性增加而獲得更多的石油，被稱為三次采油。 ? 安全措施 ? 為避免基因治療的風(fēng)險(xiǎn)，在應(yīng)用于臨床之前，必須保證轉(zhuǎn)移 表達(dá)系統(tǒng)絕對(duì)安全，使新基因在宿主細(xì)胞表達(dá)后不危害細(xì)胞和人體自身，不引起癌基因的激活和抗癌基因的失活等，尤其是在將反轉(zhuǎn)錄載體用于基因轉(zhuǎn)移時(shí)，必須在應(yīng)用到人體前預(yù)先在人骨髓細(xì)胞、小鼠體內(nèi)和靈長類動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行類似的研究，以確保治療的安全性。 非病毒方法 有磷酸鈣沉淀法、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法、顯微注射法等。 ? (一 )治療性基因的獲得 ? (二 )基因載體的選擇 ? (三 )靶細(xì)胞的選擇 ? (四 )基因轉(zhuǎn)移方法 ? (五 )轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的選擇鑒定 ? (六 )回輸體內(nèi) ?基因治療策略 ? 目的基因的轉(zhuǎn)移 ? 在基因治療中迄今所應(yīng)用的目的基因轉(zhuǎn)移方法可分為兩大類： 病毒方法 和 非病毒方法 。目前，這種“超級(jí)病菌”已經(jīng)從南亞傳入英國，并很可能向全球蔓延 … ? （三）用于基因治療 ? 基因治療（ gene therapy）是指將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的。還可以應(yīng)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)診斷用DNA試劑，稱為 DNA探針 ，主要用于診斷遺傳性疾病和各種傳染病等。 ? （二）用于疾病的預(yù)防和診治 ? 由于傳統(tǒng)的疫苗生產(chǎn)方法對(duì)某些疫苗的生產(chǎn)和使用存在著免疫效果不佳、被免疫者有被感染的風(fēng)險(xiǎn)等缺點(diǎn)，較多的基因工程式法生產(chǎn)重組疫苗則可達(dá)到安全、高效的目的，現(xiàn)已臨床廣泛而目前應(yīng)用的基因重組疫苗有病毒性肝炎疫苗（包括甲肝和乙肝疫苗等）、腸道傳染病疫苗（包括零亂和痢疾等）、寄生蟲疫苗（包括瘧疾和血吸蟲等）、流行性出血熱疫苗、 EB病毒疫苗等。 ? 光敏反應(yīng) ：服藥期間在暴露部位出現(xiàn)皮疹，四環(huán)素類以及某些喹諾酮類較多見，嚴(yán)重者可出現(xiàn)皮膚紅腫、水皰等。 ? 神經(jīng)精神系統(tǒng) ：青霉素類可對(duì)大腦皮層產(chǎn)生直接刺激，出現(xiàn)肌陣攣、驚厥、癲癇、昏迷等；鏈霉素、卡那霉素等均可損害第八對(duì)腦神經(jīng)，導(dǎo)致聽力或前庭功能損害；氯霉素、普魯卡因霉素等有時(shí)可引起幻覺、幻聽、定向力喪失等精神癥狀。有專家甚至認(rèn)為，這可能預(yù)示著人類抗生素時(shí)代的終結(jié)。 ? 如今通過基因工程琳瑯滿目如生物活性物質(zhì)酶、激素、疫苗、干擾素、免疫球蛋白、白細(xì)胞介素、生長因子、集落刺激因子等?；颢@得某種有用的物質(zhì)的過程 . ? 3 酶工程 ? 酶工程 (enzyme engineering)是利用酶 ,細(xì)胞器或細(xì)胞所具有的特異催化功能 ,對(duì)酶進(jìn)行修飾改造 ,并借助生物反應(yīng)器和工過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù) . ? 4 發(fā)酵工程 ? 利用微生物生長速度快 ,生長條件簡單以及代謝過程特殊等特點(diǎn) ,在合適條件下 ,通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段 ,由微生物的某種特定功能生產(chǎn)出人類所需的產(chǎn)品稱為發(fā)酵工程 . ? 5 蛋白質(zhì)工程 ? 蛋白質(zhì)工程 ( protein engineering )是指在基因工程的基礎(chǔ)上 ,結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)晶學(xué) ,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和蛋白質(zhì)化學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí) ,通過對(duì)基因的人工定向改造等手段 ,從而達(dá)到對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾 ,改造 ,拼接以產(chǎn)生能滿足人類需用要的新型蛋白質(zhì)的技術(shù) . 五大工程相互關(guān)系 生化工程 ? 生物化學(xué)工程是生物化學(xué)反應(yīng)的工程應(yīng)用，主要包括了發(fā)酵工程下游技術(shù)。 二 生物技術(shù)的種類及其相互關(guān)系 1 基因工程 基因工程 (gene engineering )是 20世紀(jì) 70年 代以后興起的一門新技術(shù) ,其主要原理是應(yīng)用人 工方法的生物的遺傳物質(zhì) ,通常是脫氧核糖核酸 (DNA)分離出來 ,在體外進(jìn)行切割 ,拼接和重組 ,然 后將重組了的 DNA導(dǎo)入某種宿主細(xì)胞或個(gè)體 ,從 而改變它們的遺傳品性 。現(xiàn)代生物技術(shù)概論 授課 36節(jié) 任課教師：周盛 TEL： 13669693258 Email: 請(qǐng)你了解我 ? 周盛，華南理工大學(xué)工學(xué)博士 ? 主要研究方向：環(huán)境微生物學(xué)及分子生態(tài)學(xué) ? 曾在企業(yè)當(dāng)過技術(shù)員，工程師，總工程師，副廠長。物技術(shù)時(shí)期關(guān)鍵以分子生物學(xué)的理論為先導(dǎo)，基因工程技術(shù)開始能作為生物技術(shù)新產(chǎn)品的一種開發(fā)手段或關(guān)鍵技術(shù)后起始的?；蚣铀俜庇齽?dòng)、植物個(gè)體 。若采用常規(guī)方法生產(chǎn) 5mg該激素，則需要 50萬頭羊的下丘腦，而用大腸桿菌基因工程法生產(chǎn)同等量生長激素釋放抑制激素，則僅需 9L（升）細(xì)菌發(fā)酵液，使其價(jià)格隆到每克 300美元。這種變種超級(jí)細(xì)菌目前已經(jīng)傳播到英國、美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭等國家，有可能進(jìn)一步在全世界蔓延。 ? 胃腸道 ：各類抗菌藥物尤其口服給藥者均可由藥物本身刺激作用引起惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等反應(yīng)。 ? 藥疹及藥物熱 ：多見使用青霉素、鏈霉素、磺胺藥等，藥物熱可與藥疹同時(shí)出現(xiàn)，也可單獨(dú)發(fā)生。廣譜抗菌藥物可抑制人體內(nèi)敏感菌的生長，導(dǎo)致耐藥菌大量繁殖，成為優(yōu)勢菌，此時(shí)如各種原發(fā)疾病、大手術(shù)等使機(jī)體免疫功能受損，優(yōu)勢菌就可引起消化道、肺部、尿路、血流等感染，且治療困難，病死率較高。 ? 此外。醫(yī)學(xué)權(quán)威雜志 《 柳葉刀 》 11日刊登的一篇論文警告說，研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種“超級(jí)病菌”，它可以讓致病細(xì)菌變得無比強(qiáng)大，抵御幾乎所有抗生素。 目前，基因治療已涉及到惡性腫瘤、遺傳病、代謝性疾病、傳染病等多種疾病。轉(zhuǎn)移的基本過程是將目的基因重組到病毒基因組中，然后把重組病毒感染宿主細(xì)胞，以使目的基因能整合到宿主基因組內(nèi)。在重組病毒上連接啟動(dòng)子或增強(qiáng)子等基因表達(dá)的控制信號(hào)，使整合在宿主基因組中的新基因高效表達(dá)，產(chǎn)生所需的某種蛋白質(zhì)。 ? 二、解決能源危機(jī)、治理環(huán)境污染 （一）解決能源危機(jī) ? 生物能源是最有希望的新能源之一，通過微生物發(fā)酵或固定化酶技術(shù)，將工、農(nóng)業(yè)廢棄物變?yōu)檎託饣驓錃猓瑢⑹且环N取之不盡、用之不竭的能源。有機(jī)溶劑 溶解于石油 ,降低其粘度 ,提高有 效滲透率 。 微生物采油 ? 國際 能源 網(wǎng)訊：美國加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家于2022年 12月中旬宣布，他們成功開發(fā)出一種能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料的轉(zhuǎn)基因藍(lán)藻。而后又插入了其他微生物的基因以增強(qiáng)其對(duì)二氧化碳的吸收能力。除此之外，與其他汽油替代方案相比，這種轉(zhuǎn)基因海藻在轉(zhuǎn)化過程中不需要中間步驟，可直接將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料。積累在農(nóng)田中的塑料可導(dǎo)致土壤板結(jié)，活力下降，防礙作物生長，可使作物減產(chǎn) 20— 40%。 ? 三、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、解決食品短缺 （一）有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)