第十一章 植物基因工程
- 格式:pptx
- 大小:2.70 MB
- 文档页数:67
阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。
——培根《园艺植物育种学》复习大纲绪论一、内容提要:选育园艺植物新品种是发展园艺生产的关键途径之一。
各种各样的栽培园艺植物种类及其品种类型都是从野生植物进化而来。
利用园艺植物的自然变异和人工创造变异并进行人工选择的进化就是优良性、适应性、稳定性和整齐性,品种具有特异性等特性。
良种是在适应的地区,采用优良的栽培技术,能够生产出高产、优质,并能适时供应产品的品种。
它有提高单位面积产量、改进产品品质、提高抗病虫害能力以减少农药污染、增强适应性和抗逆性以节约能源、延长产品的供应和利用时期,适应集约化管理、节约劳力等多方面的作用。
园艺植物育种学是研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学,是以遗传学、进化论为主要基础涉及多门学科的综合性应用科学。
它研究的任务是根据遗传变异的规律,合理选择利用种质资源,通过发现和创造变异来选择优良品种,以及提高种性、防止混杂退化、加速良种繁殖的原理和方法。
园艺植物育种有着悠久的历史。
19世纪才有专门的育种机构,20世纪育种理论、方法进步很快,新品种选育成果巨大。
二、思考题:1、了解品种的概念及其属性;2、良种在园艺植物生产中的作用?3、自然进化与人工进化的区别?4、园艺植物育种学的任务和内容?第一章育种对象与目标一、内容提要园艺植物多为周期长的多年生植物,育种年限长,育种目标涉及产量、品质、熟期及抗性等一系列目标性状。
因此,因地制宜选择育种对象,明确育种目标,制订育种方案,是育种工作成败的关键。
二、思考题:1、当前园艺植物育种的总目标是什么?2、园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为哪几种?3、制订育种目标的主要根据和原则是什么?第二章园艺植物的繁殖习性、品种类别和育种方法园艺植物繁殖方式不同,其遗传特征就不一样,因而相应采取的育种程序和方法也不同。
此外,栽培植物品种根据其群体遗传组成,可分为自交系品种、群体品种、杂交种品种和无性系品种。
《基因工程学》课程教学大纲(Genetic Engineering)一、课程说明课程编码:02200200课程总学时(理论总学时/实践总学时):48(48/0)周学时(理论学时/实践学时):4(4/0)学分:31.课程性质:专业必修课。
2.适用专业与学时分配:适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3.课程教学目的与要求:本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介:《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初,它的问世带动了生物技术的兴起和发展,是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一,它是生物工程(包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程)中最重要的课程,其它三大工程是建立在基因工程基础之上的,同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标:设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理,通过本课程学习,掌握基因操作的工具酶,基因克隆常用载体,目的基因的分离与合成,重组体的构建,重组体向宿主细胞的导入,重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达,同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下:1)了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2)掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能;教学要求:学完基因工程学后,学生将具备以下能力:1)具有良好的自学能力;2)综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4.本门课程与其它课程关系:先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等,具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
植物基因工程的一般步骤一、目的基因的获取在植物基因工程中,首先需要获取目的基因。
目的基因是指那些对植物性状具有重要影响的基因,通过改变这些基因的表达或功能,可以实现植物的遗传改良。
目的基因的获取通常采用分子克隆技术,从植物基因文库或通过PCR等技术直接从植物组织中克隆目的基因。
二、植物表达载体的构建获取目的基因后,需要构建一个植物表达载体。
植物表达载体是一种将目的基因转移到植物细胞内的质粒或病毒载体,通常包括启动子、终止子等调控元件,以及选择标记基因等。
构建植物表达载体的目的是为了确保目的基因在植物细胞内的正确表达。
三、将目的基因导入植物细胞构建好植物表达载体后,需要将其导入到植物细胞中。
导入方法通常采用基因枪法、农杆菌转化法、花粉管通道法等。
这些方法各有优缺点,应根据目的基因和植物种类选择合适的方法。
四、目的基因整合到植物基因组中导入植物细胞后,目的基因需要整合到植物基因组中才能实现其功能。
这一过程通常需要采用分子生物学技术进行检测和鉴定,以确保目的基因已经正确地整合到植物基因组中。
五、目的基因的检测与鉴定为了确认目的基因是否已经表达以及表达水平如何,需要进行目的基因的检测与鉴定。
这一过程通常采用分子生物学技术,如PCR扩增、DNA测序、Northern blot、Western blot 等,对目的基因的表达进行检测和鉴定。
六、转基因植物的筛选与培育在目的基因成功整合到植物基因组中并表达后,需要筛选和培育转基因植物。
这一过程通常采用抗性筛选、分子检测等技术,对转基因植株进行多代选育,培育出遗传稳定性好、农艺性状优良的转基因植株。
七、转基因植物的遗传稳定性检测为了确保转基因植株的遗传稳定性,需要进行遗传稳定性检测。
这一过程包括对转基因植株的DNA进行多代跟踪分析,以评估目的基因的遗传稳定性及其对后代的影响。
八、转基因植物的安全性评估与环境释放在转基因植物培育成功后,需要进行安全性评估与环境释放。
第十一章现代加工技术在粮油加工业中的应用一、填空题1. 粮油加工业主要的现代加工技术有、、、。
答案:生物技术、超临界流体萃取技术、微波技术、微胶囊技术、膜分离技术、挤压膨化技术2. 生物技术在粮油加工业的应用主要有、、、。
答案:酶法提油技术、酶法油脂改性技术、变性淀粉生产、微生物油脂生产、油饼脱毒、粮油原料品质改良3.酶法提取植物油工艺根据酶作用环境,酶法提油工艺分为、、。
答案:水酶提油工艺、溶剂水相酶法工艺、低水分酶工艺4.影响酶解提油因素主要有、、。
答案:油料破碎程度、酶的种类、浓度5.所谓油脂的酶法改性,就是利用有选择性地催化甘油三酯的分解或合成,从而有目的地改变油脂的结构和组成。
答案:脂肪酶6.脂肪酶根据其来源可分为、、。
答案:动物脂肪酶、植物脂肪酶、微生物脂肪酶7.脂肪酶在不同反应体系中,进行的反应有所不同,在水相体系中,脂肪酶能够催化反应,在无水或微水体系中则可催化反应。
答案:甘油三酯水解、酯化和酯交换8. 酶制剂在淀粉工业的新用途主要有、、。
答案:制造微孔淀粉、制备淀粉薄膜、制备醋酸酯淀粉9. 酶在焙烤工业中应用很多,在制造面包等糕点时常用的α-淀粉酶有、、。
答案:真菌α-淀粉酶、细菌α-淀粉酶及麦芽糖α-淀粉酶10.在微生物油脂的生产过程中,菌体的预处理是关键步骤之一,预处理方法主要有、、、。
答案:掺砂共磨法、与盐酸共煮法、菌种自析法、蛋白质溶剂变性法、反复冻融法、超声波破碎法11.常采用的微生物油脂提取方法有、、。
答案:酸热法、索氏提取法、超临界CO萃取法、有机溶剂法212.植物基因工程在粮油品质改良中的应用有、、。
答案:油脂改良、蛋白质改良、碳水化合物改良、其它营养成分的提高13.根据螺杆的相对位置双螺杆挤压机可分为、、。
答案:非啮合型、部分啮合型、全啮合型14. 分子蒸馏的原理是借助于在一定的温度和真空度下不同物质的分子差异实现液体混合物中轻重分子的分离。
答案:运动平均自由程15.微胶囊化方法大致分为三类、、。
《植物生物技术》教学大纲一、课堂教学大纲1、教学目的该课程系统地论述了植物生物技术的理论和方法,既介绍了基本知识,也反映了该领域的最新研究进展。
全课程共分三大部分:植物组织培养、植物基因工程和植物分子标记及应用。
要求学生全面系统地了解植物生物技术的发展过程和发展趋势;理解各部分的基本理论、原理和概念;融会贯通三大部分的内容,并能运用所学技术解决生产中的实际问题。
通过学习,使学生学习掌握现代生物技术知识的技能和方法,尤其要求学生具有将植物生物技术与传统方法相结合改良植物、培育新品种、设计高新技术产业的能力,提高学生综合分析问题,系统利用专业知识的综合素质。
2、教学内容第一章绪论(2学时)•生物技术的产生与发展•植物生物技术与农业革命•植物生物技术在未来农业生产中所起的作用第二章植物细胞培养实验室建设与操作技术(2学时)本章重点、难点:植物组织培养所涉及的基本概念;培养基的组成、特点和用途;植物组织培养实验室建设;无菌操作的原理与技术等。
•植物组织培养实验室建设•实验室的设置•主要仪器设备、用途和使用方法•无菌操作器械•培养基及其制备•培养基的成分组成•常用培养基及其特点•培养基的改良与效应分析•培养基的制备•植物组织培养离体操作技术•培养用品的清洗与洗涤液的使用•灭菌与消毒•无菌操作技术•无菌操作中应注意的事项第三章胚胎培养(2学时)本章重点、难点:胚培养、胚珠培养和胚乳培养的意义,在育种工作中的实用价值。
•胚培养•胚培养的意义和用途•胚培养的方法•影响胚培养效果的因素•培养条件下的胚发育•胚珠培养•胚珠培养的意义•胚珠培养操作技术•胚乳培养•胚乳培养的意义•影响胚乳培养效果的因素•植株再生•离体授精第四章植物愈伤组织的诱导与分化培养(2学时)本章重点、难点:愈伤组织诱导、继代、培养与分化的基本术语和概念;器官发生;体细胞胚胎发生与植株再生;促进细胞分化的方法手段。
•愈伤组织的诱导与继代培养•脱分化、再分化的概念•愈伤组织的诱导、时期划分,各时期愈伤组织的特征特性•继代培养及继代培养的意义•悬浮培养及其用途•愈伤组织分化与植株再生•器官发生与植株再生•体细胞胚胎发生与植株再生•体细胞胚胎发生过程•体细胞胚的概念与内涵•体细胞胚胎发生与器官发生的区别•影响体细胞胚胎发生的外部因素•影响体细胞胚胎发生的外部因素•影响体细胞胚胎发生的内在因素•试管苗的移栽与护理•试管苗与自然苗的生理区别•试管苗移栽时应注意的事项第五章体细胞无性系变异与植物改良(2学时)本章重点、难点:体细胞克隆变异产生的遗传基础;体细胞克隆变异的育种应用。
思考题第二章分子克隆工具酶1简述基因工程研究用的工具酶的类型和作用特点。
2.说明限制性内切核酸酶命名原则(举例)。
3.限制内切核酸酶的星活性是指什么?在极端非标准条件下,限制酶能切割与识别序列相似的序列,这个改变的特殊性称星星活性。
星星活性是限制性内切酶的一般性质,任何一种限制酶在极端非标准条件下都能切割非典型位点。
引起星星活性的因素:甘油浓度高(>5%),酶过量(>100U/ml),离子强度低(<25 mmol/L),pH 值过高(>8.0),或是加了有机溶剂如DMSO(二甲基亚砜)、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺,或是用其它2价阳离子如Mn2+、Cu2+、Co2+ 或Zn2+代替了Mg2+。
4.T4 DNA ligase 和 E.coli ligase 有什么异同?5.连接酶的反应温度如何选择,为什么?连接酶最适的反应温度应是37℃,但在这一温度下粘性末端的氢键结合不稳定,因此连接反应常采用的最佳温度一般在4-16℃间,通常多选用12-16℃ 30分钟到16小时。
6.什么是Klenow酶?有什么作用?Klenow DNA聚合酶是从全酶中除去5′―3′外切活性的肽段后的大片段肽段,而聚合活性和 3′―5′外切活性不受影响。
也称为Klenow片段(Klenow frgment),或 E.coli DNA 聚合酶Ⅰ大片段(E.coli DNA polymeraseⅠlarge fragment)。
它也可以通过基因工程得到,分子量为76 kDa。
由于没有5′―3′外切活性,使用范围进一步扩大。
①补平3′凹端,如果使用带标记的dNTP,则可对DNA进行末端标记。
②抹平DNA3′凸端在3′―5′外切活性③通过置换反应对DNA进行末端标记④在cDNA克隆中合成第二链⑤随机引物标记⑥在体外诱变中,用于从单链模板合成双链DNA···7.如何利用工具酶来研究某一个基因内含子的存在?···8.哪些工具酶可以用于探针标记?T4 DNA聚合酶的替代合成法标记DNA探针。