《现代农业生物技术》课件-1-现代农业生物技术-绪论

现代农业生物技术HorticulturalPlantBiotechnology现代农业生物技术生物技术是目前生物学领域的一个研究热点第一个商品化生产的转基因植物——番茄（1994年）转基因产品的安全性希望通过学习这门课程大家树立正确的认识目前商品化生产的转基因园艺产品：番茄、番木瓜、牵牛花、月季（蓝色妖姬）、苹果等课程介绍现代农业生物技术（32学时）zzzz教学手段多媒体，录像教学，实验教学zzzz教学方法讲授法，讨论法，实验法，小组汇报zzzz学习方法课堂提问、课程开放实验、SRTP、职教云、钉钉zzzz教材选择园艺植物生物技术，科学出版社，巩振辉主编理论教学内容（20课时）章节内容及学时绪论（2h）第五章植物基因工程基础知识与技术（4课时）第六章园艺植物遗传标记（2课时）第六章基因的分离与克隆（2课时）第七章园艺植物生物信息学（2课时）第七章遗传转化载体的构建（2课时）第八章生物技术的安全性评价

（2课时）第八章遗传转化（4课时）课程复习

（2课时）实验课（12课时）内容：1.移液枪的使用（2课时）2.基因克隆（PCR技术）（2课时）3.电泳技术（4课时）4.遗传转化大肠杆菌（2课时）4.生物信息学技术（2课时）实验操作注意事项：1.按照老师的示范规范操作；2.未经同意不得自行操作；3.涉及化学药品的使用要仔细核对；4.需要佩戴手套的要规范佩戴；5.实验操作涉及使用仪器设备的要按照步骤操作；6.实验完成后要及时整理，清理台面、设备移液枪等放回原位，电源断电；7.分工协作，保持良好秩序。课程考核考试60%+过程考核40%实操10%出勤10%作业20%期中考试30%期末考试30%课程教学目标

基本掌握园艺植物生物技术的基本理论和操作技能

重点掌握园艺植物细胞工程和基因工程的内容关注前沿了解生物技术在园艺植物方面的研究进展

绪论Introduction嘉兴职业技术学院主讲人：刘洋2024年03月主要内容现代生物技术的概念现代生物技术的内容现代生物技术的发展简史生物技术的特点生物技术发展中存在的关键问题及发展对策001002003004005生物技术Biotechnology一、生物技术的概念是以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性学科。Biotechnologyisacomprehensivesubjectthatusesbiologicalsystemandengineeringprinciplestoproducebiologicalproductsandcreatenewspeciesonthebasisoflifescience.植物生物技术PlantBiotechnology一、生物技术的概念:是以植物离体培养和分子生物学为基础的技术，所形成的以细胞工程和基因工程为主体、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域也有不同程度发展的技术科学。PlantBiotechnologyisatechnologybasedonplantcultureinvitroandmolecularbiology,andhasdevelopedtovaryingdegreesinthefieldsofcellengineeringandgeneengineering,enzymeengineering,fermentationengineeringandproteinengineering.园艺植物生物技术HorticulturalPlantBiotechnology一、生物技术的概念:是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生产生物制品的一门技术。Horticulturalplantbiotechnologyisacrosstechnicalsubjectofhorticultureandbiotechnology.Itisatechnologytocreateorimprovegermplasmorproducebiologicalproductsusinghorticulturalplantsasmaterials.二、生物技术的内容细胞工程基因工程酶工程发酵工程蛋白质工程CellEngineeringGeneEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineering细胞工程Cellengineering（一）细胞工程指以细胞为基本单位，在体外进行培养、繁殖;或使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种；或加速繁育植物个体；或获得某种有用物质的过程的一门技术。Cellengineeringreferstocultureandreproductioninvitrowithcellasthebasicunitormakesomebiologicalcharacteristicsofcellsaccordingtopeople'swilltochange,soastoimprovebiologicalvarietiesandcreatenewvarietiesoracceleratethereproductionofindividualplantsortheprocessofobtainingausefulsubstance.植物细胞工程的应用植物快繁技术及其应用植物细胞工程的应用植物快繁技术及其应用植物细胞工程的应用加倍单倍体技术及其应用植物细胞工程的应用原生质体培养和体细胞杂交植物细胞工程的应用植物体细胞无性系变异与植物改良植物细胞工程的应用植物细胞工程与植物来源生物产品的生产基因工程Geneengineering（二）基因工程指应用人工方法把生物的遗传物质，通常是DNA分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，然后将重组了的DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变他们的遗传品性；有时还使新的遗传信息（基因）在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物（多肽或蛋白质）。也称DNA重组技术。Geneengineeringreferstotheapplicationofartificialmethodstoisolateanorganism'sgeneticmaterial,usuallyDNA,cut,splicedandrecombinedoutsidethebody,andthenintroducethereconstitutedDNAintoahostcellorindividualtochangetheirgeneticcharacter;newgeneticinformation(genes)issometimesexpressedinlargequantitiesinnewhostcellsorindividualstoobtaingeneproducts(peptidesorproteins).AlsoknownasDNArecombinationtechnology.植物基因工程的应用植物细胞工程与植物来源生物产品的生产控制果实成熟的转基因植株改变花型花色的转基因植株抗虫转基因植株抗病的转基因植株抗除草剂的转基因植株植物基因工程的应用控制果实成熟的转基因植株植物基因工程的应用抗虫转基因植株植物基因工程的应用抗病的转基因植株植物基因工程的应用利用转基因技术研究基因的表达与调控植物基因工程的应用利用转基因生产外源蛋白质酶工程Enzymeengineering（三）酶工程是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物发应器和工艺过程来生产人类所需必需品的一项技术。酶工程主要包括酶制剂的制备、酶的固定化、酶的修饰与改造及酶反应器的设计等技术。Enzymeengineeringisatechnologythatusesthespecificcatalyticfunctionofenzymes,organellesorcellstomodifyenzymesandproducehumannecessitieswiththehelpofbiologicalsensorsandprocesses.植物酶工程的应用发酵工程Fermentationengineering（四）发酵工程利用微生物生长的速度快、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，利用微生物的某种特定功能生产出人类所需要产品的一门工程技术。Fermentationengineeringusesthecharacteristicsofrapidgrowthofmicroorganisms,simplegrowthconditionsandspecialmetabolicprocess,throughmodernengineeringtechnologymeans,theuseofaspecificfunctionofmicroorganismstoproducetheproductsneededbyhumanengineeringtechnologyundertherightconditions.植物发酵工程的应用蛋白质工程Proteinengineering（五）蛋白质工程指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。Proteinengineeringreferstothetechnologyofmodifying,transformationandsplicingproteinstoproducenewproteinsthatcanmeethumanneedsonthebasisofgeneengineeringandcombiningthebasicknowledgeofproteincrystallography,computer-aideddesignandproteinchemistryandotherdisciplinesthroughartificialdirectedtransformationofgenes.植物蛋白质工程的应用（六）生物技术内容之间的相互关系生物工程蛋白质工程酶工程发酵工程基因工程细胞工程提供酶制剂提供酶提供酶基础提供菌种核心技术0304050607080102三、生物技术的发展简史（一）传统生物技术的产生和发展传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺①上游处理过程②发酵和转化③下游处理过程……0304050607080102三、生物技术的发展简史（二）现代生物技术的产生与发展生物技术由匈牙利工程师KarlEreky1917年提出，经过近百年的发展，形成了现代生物技术。产生0304050607080102三、生物技术的发展简史（二）现代生物技术的产生与发展（1）以传统生物技术为基础，改造提升;或以现代生命科学技术的最新理论成就为基础，新兴产业而来。发展1

现代生物技术发展的三个重要基础0304050607080102三、生物技术的发展简史（二）现代生物技术的产生与发展（2）以20世纪70年代的DNA重组技术的建立为标志。其中，1944、1953、1961、1972年的理论或技术的重大突破尤其重要。发展2

现代生物技术发展的三个重要基础0304050607080102三、生物技术的发展简史（二）现代生物技术的产生与发展（3）以基因工程(DNA重组)技术为核心，使人们可以按照意愿在试管内切割DNA，分离基因并经重新组合后导入其他生物或细胞，生产所需产品或达到为人类服务的目的，带动现代生物技术及相关产业的迅速发展。具有划时代的意义和战略价值。发展3

现代生物技术发展的三个重要基础0304050607080102三、生物技术的发展简史（三）现代生物技术是以70年代DNA重组技术的建立为标志的1944年Avery等人阐明了DNA是遗传信息的携带者。1953年Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNA的半保留复制模式，开辟了分子生物学研究的新纪元。一切生命活动都是由酶和非酶蛋白质行使其功能的结果，遗传信息与蛋白质的关系成为了问题。0304050607080102三、生物技术的发展简史Avery等人证明肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质0304050607080102三、生物技术的发展简史学科先驱Whatson和Crick提出DNA双螺旋结构模型奠定了分子生物学发展的基础0304050607080102三、生物技术的发展简史1961年M.Nirenberg等破译了遗传密码。1972年Berg首先实现了DNA体外重组技术——生物技术的核心技术。人们可以按照意愿在试管内切割DNA、分离基因并经重组后导入其他生物或细胞，生产大量作为药物、疫苗等有用的蛋白质，或以改造农、畜品种;也可以直接导入人体内进行基因治疗。以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。四、生物技术的特点不可取代安全低耗、高效快速、精确生物技术五、生物技术发展中存在的问题及发展对策GMO生物安全问题01科学评价体系不健全02国内产业化滞后03国际产品交流有障碍04（一）我国转基因生物安全制度与法规评价原则评价制度评价种类评价等级评价阶