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第十二章、现代生物技术 现代生物技术，又称为生物工程。 它是以现代生物学基础理论为指导发展起来的生物操作技术。 第一节 细胞工程 一、细胞培养技术 细胞培养 克隆培养：将高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中，各个细胞贴壁后，彼此距离较远，生长增殖。 组织培养 细胞培养技术在农业上的应用 二、细胞融合技术（细胞杂交技术） 细胞融合 生物方法：某些病毒如：仙台病毒、副流感病毒和新城鸡瘟病毒的被膜中有融合蛋白（fusion protein），可介导病毒同宿主细胞融合，也可介导细胞与细胞的融合，因此可以用紫外线灭活此类病毒诱导细胞融合。 化学方法（聚乙二醇PEG）、物理方法（电激和激光）：使膜脂分子排列的改变，去掉作用因素之后，质膜恢复原有的有序结构，在恢复过程中便可诱导相接触的细胞发生融合。 世界杂交水稻之父 ----袁隆平 单克隆抗体技术 正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞）具有分泌抗体的能力，但不能在体外长期培养，瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌抗体。 1975年英国科学家将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术。 三、胚胎移植技术 四、细胞核移植技术 （细胞亚结构移植） 五、染色体工程 多倍体的获得 体细胞中仅含有一个染色体组，则称为“单倍体”。蜜蜂的雄蜂就是单倍体。对于植物，可以用花药培养法来获得单倍体植株。单倍体再经过秋水仙碱处理诱导染色体加倍，又成为二倍体。其后代不再发生孟德尔式的性状分离，可迅速稳定遗传性，成为一个新品种。 二倍体经诱导染色体加倍，就成为“四倍体”。四倍体植物一般茎粗、叶大、花大、果实大，在生产实践中颇有利用价值。但四倍体植物的种子少，不适合利用种子的农作物（如禾谷类）。 三倍体 二倍体与四倍体杂交，可以得到“三倍体”。三倍体的减数分裂不正常，不能产生种子。无籽西瓜就是这样杂交得到的三倍体。香蕉是自然产生的三倍体。 （1） 第二节 基因工程 限制性内切酶的发现 1960年，瑞士科学家阿尔伯在观察大肠杆菌时，发现了一种酶。这种酶，它能识别DNA顺序上特定的DNA位置并在这一位置进行切割。这种酶被称为限制性内切酶，后来被广泛地使用于基因工程中，阿尔伯因此荣获了1978年度诺贝尔奖。 DNA连接酶 1967年，世界上有5个实验室几乎同时而且独立地发现并提取出一种酶，这种酶可以将两个DNA片段连接起来，修复好DNA链的断裂口。它和内切酶是一对好搭档，一个切，一个接，共同在DNA分子重组中扮演重要角色。只要在用同一种“分子剪刀”剪切的两种DNA碎片中加上“分子针线”，就会把两种DNA片段重新连接起来。 3、基因工程的基本原理： 二、基因工程  的操作程序 获得目标基因的方法 基因导入方法 1、直接导入法： （1）电击法：借助电击仪高压脉冲把目的基因打入宿主细胞。 （2）显微注射法：利用微量注射器在显微镜下直接把目的基因注入宿主细胞。 （3）直接吸收法：把目的基因和宿主细胞混在一起，让其吸收。 （4）基因枪法：在金属微粒上涂一层目的基因，然后发射到宿主细胞中。 2、间接导入法：又称感染，将目的基因放在载体上，感染到要表达的细胞中。常用的载体是质粒、λ噬菌体、科斯质粒。 三、人类基因性疾病的研究与基因疗法： 转基因动物 通过转基因技术，动物的乳腺可以成为我们人类的“制药厂”，以生产医用蛋白。目前人们的研究主要集中在猪、牛、羊、鼠、兔等动物身上。估计，人用蛋白药物的全球市场每年可达2000亿美元，而且还在持续增长。美国弗吉尼亚技术制药工程研究院培育转基因猪，其体内含有人类的基因，产乳后其乳汁含有人体蛋白。据估计，只需300～600只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。 五、转基因植物研究进展与应用 1983年首例转基因作物在美国问世。1994年5月18日，美国联邦食品和药物管理局正式批准了第一种转基因作物——西红柿上市销售，由此开创转基因植物商业的先河。 转基因技术显著的提高了农作物的品质和产量。到2000年，全世界转基因农作物的种植面积已经达到4420万公顷，其中，大豆占58%；玉米占23%；棉花占12%。在全球转基因农作物的总产量中，美国占68%。 关于转基因食品的争论 转基因作物从一出世就引起了激烈的争论。关于转基因食品利弊的争论还在持续，尚无结论。至少目前还没有充分的证据说明转基因作物及食品会导致危害人体、动物、植物及危害生态环境的后果，也没有一例消费者因食用转基因食品而导致健康损害的报告。 国际消费