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1、李國豪院士曾比喻李國豪院士曾比喻說：科學是樹根，說：科學是樹根，技術是樹干和大的技術是樹干和大的樹枝，眾多的樹葉樹枝，眾多的樹葉就是工程。就是工程。生物技術：生物技術：生物技術：是指“利用細胞和分子過程來解決問題或制造產(chǎn)品的技術” 。（美國生物技術產(chǎn)業(yè)組織下的定義）細胞和分子過程發(fā)酵工程酶工程基因工程蛋白質工程細胞工程生物技術的產(chǎn)生生物技術的產(chǎn)生-以以DNADNA重組技術的建立為標志重組技術的建立為標志 19441944年：年：averyavery等：等：DNADNA是遺傳物質的攜帶者是遺傳物質的攜帶者 19521952年：年：watsonwatson和和crickcrick：DNADNA雙螺

2、旋結構模型雙螺旋結構模型 1953-19551953-1955：watsonwatson和和crickcrick：中心法則：中心法則 19611961-1966-1966：遺傳密碼的破譯：遺傳密碼的破譯 19721972年：年：bergberg：DNADNA體外重組（基因工程開始）體外重組（基因工程開始）分子遺傳學的誕生分子遺傳學的誕生DNA雙螺旋模型和半保留半不連續(xù)復制機制雙螺旋模型和半保留半不連續(xù)復制機制Watson & Crick，1953生物技術的發(fā)展生物技術的發(fā)展發(fā)展的進程和規(guī)模v 1983年：轉基因植物（煙草和馬鈴薯）問世v 1986年：轉基因植物（抗蟲和除草劑）大田試驗v 199

3、3年：轉基因番茄進入市場v 1996年：轉基因植物迅速擴大 到2020年中國將投入260億用于轉基因研究( (水稻、小麥、棉花、大豆和玉米) )的研究和應用推廣。 轉基因水稻繁殖-海南省如今，這一預言開始得到證實：v克隆動物的誕生vDNA在身份鑒定中的運用v人類基因組計劃的實施v轉基因食品的出現(xiàn)v生物制藥的發(fā)展v各種抗病毒疫苗的研發(fā) 新華網(wǎng)于新華網(wǎng)于20042004年年7 7月月2323日重新發(fā)表日重新發(fā)表科學科學技術是第一生產(chǎn)力技術是第一生產(chǎn)力，其中，其中，“將來農(nóng)業(yè)將來農(nóng)業(yè)問題的出路，最終要由生物工程來解決，問題的出路，最終要由生物工程來解決，要靠尖端技術。要靠尖端技術?！庇纱朔从吵錾纱?/p>

4、反映出生物技術對物技術對經(jīng)濟建設以及對綜合國力的巨大作用。經(jīng)濟建設以及對綜合國力的巨大作用。資料:v同月，比爾同月，比爾. .蓋茨對來自北京高校的蓋茨對來自北京高校的20002000余名大余名大學生發(fā)表演講，告誡學子們學生發(fā)表演講，告誡學子們“請記住，未來，只請記住，未來，只有有軟件和生物科學軟件和生物科學才能改變世界。才能改變世界?！笔裁唇修r(nóng)業(yè)生物技術什么叫農(nóng)業(yè)生物技術? ?農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展史農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展史? ?農(nóng)業(yè)生物技術的應用？農(nóng)業(yè)生物技術的應用？閱讀教材閱讀教材 P1-4，解決以下問題：，解決以下問題：一、什么是農(nóng)業(yè)生物技術呢？v 農(nóng)業(yè)生物技術：是生物技術的一個分支，是以農(nóng)業(yè)生

5、物農(nóng)業(yè)生物為主要研究對象，以農(nóng)業(yè)應用農(nóng)業(yè)應用為目的，以現(xiàn)代生物技術現(xiàn)代生物技術為主體的綜合性 的技術體系。 農(nóng)業(yè)生物：與農(nóng)業(yè)有關的動植物、微生物等 農(nóng)業(yè)應用：如獲得優(yōu)良的動植物品種、生產(chǎn)生物農(nóng)藥 、獸藥和疫苗等 現(xiàn)代生物技術：如基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、細胞工程 及分子育種等技術 傳統(tǒng)生物技術（20世紀70s前） 生物技術 現(xiàn)代生物技術（20世紀70s后）1 1、萌芽、萌芽從刀耕火種開始，馴化選擇野生生物進行栽種和飼養(yǎng)。從刀耕火種開始，馴化選擇野生生物進行栽種和飼養(yǎng)。（一）傳統(tǒng)生物技術的發(fā)展（一）傳統(tǒng)生物技術的發(fā)展v 1857年，法國巴斯德巴斯德（Pasteur），揭示了發(fā)酵發(fā)酵作用的實質作

6、用的實質是微生物引起的。v 奠定了發(fā)酵工程的科學基礎v 1866年，孟德爾孟德爾提出了一系列生物遺傳定律遺傳定律v 1933年，摩爾根摩爾根等人發(fā)現(xiàn)了連鎖交換規(guī)律連鎖交換規(guī)律并創(chuàng)立了基因論基因論v 20世紀40年代，抗生素的發(fā)現(xiàn)引起了醫(yī)藥的革命性變化v 將傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵技術發(fā)展為現(xiàn)代化深層通氣攪拌培養(yǎng)技術。2、發(fā)展、發(fā)展（巴斯德時代：巴斯德時代：19世紀中期至世紀中期至20世紀世紀40年代年代）v 1、現(xiàn)代生物技術的崛起（20世紀40至60年代）v (即：農(nóng)業(yè)生物技術的理論階段）v 1944年，阿委瑞阿委瑞等人，證實了，DNA遺傳物質遺傳物質v 1953年， Watson和和Crick，提出D

7、NA雙螺旋結構雙螺旋結構.v .v 奠定了分子遺傳學的基礎。（二）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展1、現(xiàn)代生物技術的崛起、現(xiàn)代生物技術的崛起v （1934年）美國植物生理學家（懷特）采用無機鹽、葡萄糖和各種氨基酸培養(yǎng)豌豆和玉米莖尖，形成 了缺綠的葉和根，并能進行有限的生長。v 標志了植物組織培養(yǎng)已進入萌芽階段v v 1943年懷特出版了植物組織培養(yǎng)手冊2、現(xiàn)代生物技術的飛躍（現(xiàn)代生物技術的飛躍（20世紀世紀70年代以來）年代以來）v即：農(nóng)業(yè)生物技術的廣泛應用階段v（1）植物組織培養(yǎng)技術的蓬勃發(fā)展及廣泛應用v（2）DNA的體外重組技術的成功及廣泛應用。（1973年）三、農(nóng)業(yè)生物技術的應用三、農(nóng)業(yè)生物技術的

8、應用 （一）生物技術作物 （二）生物農(nóng)藥 （三）微生物肥料 （四）食用菌 （五）植物組織培養(yǎng)技術（一）生物技術作物（一）生物技術作物 生物技術作物：是指利用組織培養(yǎng)技術和基因重組生物技術作物：是指利用組織培養(yǎng)技術和基因重組 技術引入其他生物或物種的基因而培育出來的技術引入其他生物或物種的基因而培育出來的 作物，這種作物也叫基因改性作物或基因重組作物，這種作物也叫基因改性作物或基因重組 作物。作物。 全球超過90%的植物性糧食，僅靠約20種植物供應，其中水稻、小麥、玉米提供了全人類50%以上的熱量。大豆則提供超過65%全球蛋白質來源。v 1、提高作物產(chǎn)量，改善作物品質。v 孟德爾遺傳規(guī)律被人們重

9、新發(fā)現(xiàn)和驗證，指導人們有理論、有目標，可預測地進行作物改良工作，使糧食產(chǎn)量提高4-7倍。v v 被 稱為第一次綠色革命或生物學革命。兩次農(nóng)業(yè)革命兩次農(nóng)業(yè)革命- -綠色革命綠色革命第一次綠色革命： 20世紀50-60年代以高桿改變矮桿為標志，另外輔助于農(nóng)藥和農(nóng)業(yè)機械，使“墨西哥小麥”的矮桿化和矮桿水稻良種的全面推廣，從而解決了19個發(fā)展中國家糧食自給問題。主要的內容：大規(guī)模地推廣矮稈、半矮稈、抗倒伏、產(chǎn)量高、適應性廣的優(yōu)良小麥及水稻品種，并同時改進灌溉、施肥等相關技術。第二次綠色革命： 20世紀70年代初，我國雜交水稻的培育成功，并大面積應用于生產(chǎn)，使水稻單產(chǎn)增長20%-30%，創(chuàng)造了世界農(nóng)業(yè)奇

10、跡。三、生物技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用三、生物技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用v 2、作物品種的改良。v 隨著生物技術的崛起，打破了遠緣雜交上的障礙，人們已經(jīng)并創(chuàng)造出一批前所未有作物新品種。v 與作物品種改良有關的生技術主要包括：細胞培養(yǎng)技術、植物細胞雜交技術和重組DNA技術v v 轉基因抗蟲棉花轉基因抗蟲棉花轉入蘇云金桿菌轉入蘇云金桿菌的一個抗蟲基因，的一個抗蟲基因，是中國目前最主要是中國目前最主要的轉基因作物的轉基因作物 抗癌抗衰老的紫色西紅柿抗癌抗衰老的紫色西紅柿 抗乙肝番茄通過“基因手術”使蔬菜水果成為“天然藥物” “滿地盡是黃金米” 你相信一株西紅柿一次能結13000粒果嗎？ 你見過能同時長300

11、0多條黃瓜的黃瓜樹嗎？ 一棵甜瓜竟然結了90個誘人的甜瓜 沒有做不到，只有想不到?。ǘ┥镛r(nóng)藥（二）生物農(nóng)藥 生物農(nóng)藥是指直接利用生物產(chǎn)生的生物活性物質或生物活體作為農(nóng)藥，如以蟲治蟲，以及人工合成的與天然化合物結構相同的農(nóng)藥。 生物農(nóng)藥具有生產(chǎn)原料來源廣泛、對非靶標生物安全、毒副作用小、對環(huán)境兼容性好等特點，已成為全球農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。 我國生物農(nóng)藥主要品種有Bt殺蟲劑、農(nóng)用抗生素、植物源農(nóng)藥、病毒類農(nóng)藥、真菌類農(nóng)藥、植物生長調節(jié)類農(nóng)藥，大宗產(chǎn)品仍以井岡霉素和Bt為主。（三）微生物肥料（三）微生物肥料 微生物肥料是人工培養(yǎng)某些有益的土壤微生物而制成，有根瘤菌肥、固氮菌肥、磷細菌肥和鉀細菌

12、肥等，它們是以微生物的生命活動來改善植物營養(yǎng)，刺激植物生長或抑制有害病菌在土中活動，提高肥料的利用率，以提高作物產(chǎn)量。由于其本身的生產(chǎn)成本低、用量少、無毒無害、不污染環(huán)境的優(yōu)點，國內外都在積極研究、開發(fā)和應用。 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國生產(chǎn)微生物肥料的工廠超過300家。微生物肥料的年生產(chǎn)總量達到400多萬噸。（四）食用菌（四）食用菌 食用菌是指真菌中人類能夠食用的那部分種類的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計，我國目前食用菌的生產(chǎn)已經(jīng)由1978年的5萬噸增加到2008年的1 600多萬噸，年產(chǎn)量已經(jīng)占到世界總產(chǎn)的70以上，居世界首位。2006年全國食用菌總產(chǎn)值突破600億元，出口創(chuàng)匯11.2億美元，在國內農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的排

13、序中，食用菌僅次于糧、蔬、油、棉、果，居第六位，成為農(nóng)業(yè)中一項新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，目前全國食用菌產(chǎn)值超千萬元人民幣的縣達到500多個，億元以上的達100多個。（五）植物組織培養(yǎng)技術（五）植物組織培養(yǎng)技術 植物組織培養(yǎng)技術指在離體條件下，把植物的一小部分組織或器官，如一個莖尖、一小塊葉或一小段莖，接種于玻璃容器里的培養(yǎng)基上，使它們重新形成植株的一種方法。 組培快繁的商業(yè)性應用始于20世紀70年代的美國蘭花工業(yè)，80年代已被認為是能夠帶來全球經(jīng)濟效益的產(chǎn)業(yè)。全世界組培苗的年產(chǎn)量呈逐年快速增長的趨勢，每年的產(chǎn)量超過數(shù)十億株，美國Wyford國際公司、印度American Hybird S

14、eeds種子公司等每年的產(chǎn)量達到數(shù)千萬株。據(jù)估計，全球植物組培苗的貿易額約占生物技術產(chǎn)業(yè)年交易總額的10%，約150億美元，并以每年15%的速度遞增。12基因工程的操作工具基因工程的操作工具1.基因的剪刀基因的剪刀 限制性內切酶限制性內切酶2.基因的針線基因的針線 連接酶連接酶 3.基因的運輸工具基因的運輸工具 運載體運載體 基因工程的操作步驟基因工程的操作步驟1.目的基因的目的基因的提取提取2.目的基因與運載體目的基因與運載體結合結合3.目的基因目的基因導入導入受體細胞受體細胞4.目的基因的目的基因的檢測檢測與與表達表達基因工程的原理基因工程的原理exerciseexercise基因工程的正

15、確操作步驟是基因工程的正確操作步驟是:使目的基因與運載體結合使目的基因與運載體結合 將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞 檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求 提取目的基因提取目的基因A. B. C. D. 要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是種酶是( )( ) 限制酶連接酶解旋酶還原限制酶連接酶解旋酶還原酶酶 A基因工程技術中的目的基因主要來源于基因工程技術中的目的基因主要來源于A.A.自然界現(xiàn)存在生物體內的基因自然界現(xiàn)存在生物體內的基因B.B.自然突變產(chǎn)生的新基因自然突變產(chǎn)生的新基因C.C.人工誘

16、變產(chǎn)生的新基因人工誘變產(chǎn)生的新基因D.D.科學家在實驗室中人工合成的基因科學家在實驗室中人工合成的基因A下列關于基因工程的敘述中下列關于基因工程的敘述中, ,正確的是正確的是: :A.A.限制酶只用于提取目的基因限制酶只用于提取目的基因B.B.細菌體內的環(huán)狀細菌體內的環(huán)狀DNADNA均可作運載體均可作運載體C.DNAC.DNA連接酶可用于目的基因和運載體的連接連接酶可用于目的基因和運載體的連接D.D.重組重組DNADNA分子一旦進入受體細胞分子一旦進入受體細胞, ,基因工程則完成基因工程則完成. . 以下說法正確的是以下說法正確的是: :A.A.目的基因是指重組目的基因是指重組DNA DNA

17、B.B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C.DNAC.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體D.D.只要受體細胞中含有目的基因，目的基因就一定能只要受體細胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表達夠成功表達 CB 細菌和人是差異非常大的兩種生物細菌和人是差異非常大的兩種生物,為什么通過基因重組后為什么通過基因重組后,細菌能夠合成人體的某些蛋白質呢細菌能夠合成人體的某些蛋白質呢?基因工程技術在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)基因工程技術在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景和改造沙漠方

18、面顯示了良好的前景, ,荷蘭一家公司荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因導入植物將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因導入植物( (如甜如甜菜、馬鈴薯等菜、馬鈴薯等) )中并獲得有效表達，使中并獲得有效表達，使“工程植物工程植物”增強了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是：增強了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是： （2）基因表達的含義是：）基因表達的含義是： （3）寫出酶基因工程在植物體內的表達過程：）寫出酶基因工程在植物體內的表達過程： （4）基因工程操作中的工具是：）基因工程操作中的工具是： 海藻糖合成酶基因的獲取海藻糖合成酶基因的獲取目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞目的基因的表達和檢測目的基因的表達和檢測基因基因通過通過轉錄轉錄、翻譯翻譯合成蛋白質，體合成蛋白質，體現(xiàn)出相應的性狀現(xiàn)出相應的性狀酶基因酶基因 mRNA mRNA 海藻糖合成酶海藻糖合成酶轉錄轉錄翻譯翻譯給科學插上想象的翅膀，你會收獲更多！