现代生物技术及环境污染治理.ppt

第七章 现代生物技术与环境污染治理 * 2005年：全球首只克隆狗在韩国公开露面 1 基因工程与环境污染生物治理 基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 1.定义：将外源基因体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 2.理论和技术支撑 （1）理论：40年代发现了生物的遗传物质是DNA、50年代弄清了DNA的双螺旋结构、60年代确定了遗传信息的传递方式。 （2）技术：工具酶、载体、逆转录酶 3.基因工程实施至少四个必要条件：工具酶、基因、载体、受体细胞 1、DNA：遗传物质脱氧核糖核酸的简称。每个DNA分子都包含螺旋结构的双股链。 2、基因：DNA上有遗传意义的片段叫基因，基因包含一定数量的碱基。基因是基础的遗传单位，它们决定一个人眼睛的颜色、耳朵的大小、脑容量等所有人的生理特征和一些行为特征。更重要的是，基因与许多疾病有关。 3、测序：确定DNA双股链上每个独立结构单元或碱基的确切顺序的过程。测序经常被称为“破译”，因为其结果就像解码一样。解码结果包含数百页和成千上万行4种字母的序列，这些字母表示4种不同的碱基，它们是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，分别用它们的首字母A、G、C、T表示，其排列顺序中蕴藏着各种各样的遗传信息和生命指令。 4、基因诊断:也叫DNA诊断、分子诊断，是通过从患者体内提取样本用基因检测方法来判断患者是否有基因异常或携带病原微生物。目前，基因诊断检测的疾病主要有三大类：感染性疾病的病原诊断、各种肿瘤的生物学特性的判断、遗传病的基因异常分析。 5、所谓转基因技术就是把外源基因整合到动植物基因组中去。 6、基因突变是指由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的基因结构的变化，亦称点突变。 7、人类基因组（ＨｕｍａｎＧｅｎｏｍｅ）：是建立人体所需的化学密码或蓝图，而这幅蓝图的基本组成是ＤＮＡ。ＤＮＡ是一条由磷酸盐和糖组成的分子链，呈双螺旋形，即两条互相缠绕的螺旋形分子带，中间以称为碱基的横条紧扣。除了孪生子女外，每个人的ＤＮＡ都是独一无二的。 8、染色体（Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ）：人体每个细胞内皆有２３对染色体，它们位于细胞的核心，当中染色体ＸＹ是决定性别的。一个人体内所有细胞的染色体的长度加起来，足足有１６００亿公里长。 9、克隆是英文clone的音译，简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。 第一步： 三、基因工程在环境污染的生物治理中的应用 优势： 集中与创造目的基因．提供综合性代谢新污染物的通路和杂种细胞； 提高代谢通路结构基因的表达，针对新的污染物，改变表达的调节方式； 控制降解途径的限制性步骤，提高分解代谢酶的合成或其他生化反应过程效率； 防止有毒终污染物的产生，防止非需要产品的出现，用确定的基因实现最初的目的。 降解卤代芳烃基因工程菌 分解尼龙寡聚物基因工程菌 分解多糖基因工程菌 抗金属基因工程菌 除草剂降解基因工程菌 基因工程，就是将一种生物的某个有用的遗传基因，以人工的方法注射进另一种生物的細胞里,卻打破了同种繁殖的自然规律。 不少消费者在不知情之下进食了该类食物而出現过敏反应,使这一些消费者要求沒有经过基因工程的食物,这可能导致粮食危机。 有用基因所产生的蛋白质可能是一种毒素,但对人体也可能引起过敏或其他的问题。 隨意地把基因注入植物细胞內可能会干预细胞的化学活动和功能、引发不稳定、改变农作物的营养价值。 2 细胞工程与环境污染生物治理 细胞工程 (cell engineering)是以细胞生物学和分子生物学为基础理论，采用原生质体、细胞或组织培养等试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性，以获得具有新的性状的细胞系或生物体以及生物的次生代谢产物，并发展有关理论和技术方法的学科。 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖 目的：获得新性状、新个体、新物质 一、植物细胞工程 理论基础： 常用技术手段： 二、动物细胞工程 理论基础： 常用技术手段： 植物组织培养 条件： 植物体细胞杂交 动物细胞培养 条件： 原生质体融合构建环境工程菌 概念：原生质体（Protoplast） 细胞质壁分离后去掉细胞壁所余下的那部分结构称为原生质体。 原生质体具有原有细胞全部的内部结构与生理性能，但无细胞壁，细胞呈球形，对渗透压敏感，对外界理化因子比较敏感。 在外界理化融合因子的诱导下，不同物种间的原生质体的质膜相互融合杂交，并在适当的条件下，融合的原生质体再生出细胞壁并恢复原来完整的细胞形态与群落形态，构成具有多种遗传性状的新物种。故可利用原生质