它的核心是重组 DNA 技术。也称：遗传工程，基因 操作，基因克隆，分子克隆
基因工程的生产应用：
克服远缘杂交（有性杂交）的困难。 1、使基因在动物、植物，微生物不同生物系统中传 递。 2、快速、定向的获取人类所需要的生物新类型。 大豆的高蛋白（40%）基因 禾本科作物 鱼类抗冻蛋白基因 水稻

基 因 工程 载 体 的 使 用 。 DNA 分 析 技 术 ： 电 泳 、 测序、杂交技术。
基因工程的定义：
用人工的方法，从不同生物中提取外源基因及载体 DNA，经过体外切割、拼接和重组，然后采取某种 方法，把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植
物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以 达到预期改变受体植物细胞遗传特性的目的。
基因工程
酶工程 工程技术手段
细胞工程
发酵工程
蛋白质工程
一 动物生物技术

克隆羊：从一个细胞到一头羊
多利和它的孩子以及“父亲”莫特
沃尔小组 恒河猴
克隆牛 日本 1998 7 5
克隆羊---多利
1997.3.4 （美）克林顿总统宣布：禁止联邦政府资助人体克隆 实验。
1997.3.5 （意）卫生部长在众议院宣布：禁止人体和动物克隆。 1997.3.11 世界卫生组织（WHO）宣布：禁止人体克隆试验。 1997.3.11 欧盟委员会宣布：反对人体克隆试验。 中国卫生部宣布：禁止人体克隆试验。
对于难于产生种子，种子不易保存，或珍稀 的植物。
番薯的块根保存很难，可以取其茎尖进行组
织培养，进行保存。
5.2
植物基因工程
理论上的三大发现：

DNA为遗传信息的携带者。
DNA的双螺旋模型和半保留不不连续复制机
制。

中心法则和操纵子模型。
技术上的三大发明：

DNA 体 外 切 割 与 连 接 技术。
植成为可能，他们因此荣膺“澳大利亚总理科学奖”。
水稻转基因
A
B
C
D
E
F
转基因水稻繁殖--海南省
世界转基因作物发展的趋势
植物生物技术发展趋势：


抗虫、抗病和抗除草剂植物新品种。 改良品质，增加营养。 非生物抗性(抗旱，抗冻、抗涝、抗盐碱等)。
植物生物技术与农业革命
现代植物生物技术包括：
转抗虫基因的抗虫棉
实验组
对照组
转BT基因的水稻
抗癌抗衰老的紫色西红柿
“满地尽是黄金米”
维生素 A 的前体 β- 胡 萝卜素只在南瓜、胡 萝卜等黄色和橙色蔬 菜中存在。
抗冻的草莓会有鱼腥味么？
利用在海鲽等北冰 洋冷水性鱼类体内 发现的“抗冻结基 因”来培植具有抗 冻特性的草莓。将 这种抗冻基因注入 草莓、西红柿、土 豆等果蔬中，就能 让它们经得住严寒 恶劣天气的折磨。
抗乙肝番茄 通过“基因手术”使蔬菜水果成为“天然药物”
耐贮藏河套蜜瓜新品系
人工染色后的产物
应用基因重组技术 抑制负责产生红色素的酶
自然界中的蓝色花朵具有将翠雀花素与糖等结合起
来的色素，它与名为“黄酮”的化合物一起可以形
成结晶构造，从而呈现出深蓝色。
通过揭露如何抑制植物基因，澳大利亚两名科研 人员彼得 · 沃特豪斯博士和王明波博士使蓝玫瑰的培
从一个细胞到一个植株
从一个配子到一个植株（单倍体）
A
B
C
烟草花粉离体培养
从一个器官或组织到一个植株
A
B
C
D
E
F
烟草组织培养
原生质体培养
原生质体：植物细胞通过质壁分离后 , 可以和细 胞壁分开的那部分细胞物质 Байду номын сангаас 或是去掉植物细 胞壁的细胞。 原生质体培养：原生质体分离纯化后 , 须在适当 的培养基上应用适当的培养方法 , 才能再生细 胞壁,并启动细胞持续分裂,直至形成细胞团、 长成愈伤组织或胚状体、分化和发育成苗 , 最 终再生完整植株。
神奇的太空南瓜
太空育种成果
太空水果番茄系列
太空水果樱桃番茄
植物基因工程
棉铃虫侵害的棉花
BT 基 因 ： 即 是 苏 云 金 芽 胞 杆 菌 基 因 (Bacillus thuringiensis， 简称 Bt) 。苏云金芽胞杆菌可以分 泌一种毒蛋白(伴孢晶体蛋白)，对鳞翅目（比如小菜 蛾）和鞘翅目昆虫有很强的杀伤作用。
由于是远缘杂交，杂交胚的胚乳发育不正常或是 胚与胚乳之间生理上的不协调而使杂种胚早期败 育。通过胚拯救(embryo rescue)技术可在胚败育 之前将其取出培养，避免远缘杂种胚早衰，使大 量远缘杂交胚继续发育成正常种子，尽快进入选 育程序。
诱变育种
生命的基础和核心 非生命的基础和核心
辐 射 育 种
农业革命-绿色革命
第一次绿色革命：
20世纪50-60年代以高杆 改变矮杆为标志，另外辅助 于农药和农业机械，使“墨 西哥小麦”的矮杆化和矮杆 水稻良种的全面推广，从而 解决了19个发展中国家粮食 自给问题。
主要的内容：大规模地推广矮秆、半矮秆、抗倒 伏、产量高、适应性广的优良小麦及水稻品种， 并同时改进灌溉、施肥等相关技术。
玛雅文明衰亡的原因之一：就是单一品种玉 米的栽培而导致的玉米叶蜱和玉米花叶病毒 爆发的结果。
存在的问题：大规模灌溉和施肥对水质的影响
存在的问题：大量施用化学肥料、农药
农药越用越多，但单位产量却越来越少
主要农作物待改善的问题：
玉米：玉米螟 小麦：小麦锈病 水稻：维生素A含量低 葡萄柚：在寒冷气候不适合生长
的总称，也称之为离体培养（In vitro culture） 或试管培养。
植物组织培养在农业生产中的应用
① 育种上的应用：

单倍体育种：快速纯化个体，缩短育种年限， 提
高育种效率等作用。

远缘杂交：克服杂交不亲和性，用于植物的远缘
杂交；体细胞杂交；胚珠培养。

体细胞变异的应用：果树苗木等。 单细胞突变体的筛选：抗性育种
加了2000倍。
存在的问题：作物单一化
世界粮食组织的一份报告很能说明问题： 1992年，在绿色革命4O年到来时，新品种作物已 经覆盖了全世界1／2的麦地和稻田。当今，美国1／3 的大草原只种植一种小麦。农业专家说，在曾经种植 过 3 万种作物的地区，不久将有 3 ／ 4 的面积只种植 10 种稻谷。
动物细胞融合技术

动物细胞的融合还常常用到灭 活的病毒作为诱导剂，很多不
同种类的动物细胞之间或动物 与人的细胞之间都能进行融合， 形成杂种细胞，例如人 — 鼠、 人—兔、人—鸡，人—蛙， 鼠 — 鸡、鼠 — 兔、鼠 — 猴等的 细胞都能进行融合。
二 植物生物技术
植物生物技术：
是指对植物品质和性状进行改造的生物 技术，包括植物组织培养技术、人工种子、 细胞工程、基因工程等多种生物技术，主 要是指植物基因工程技术和与之相关的植 物组织培养技术、分子标记育种技术等。
园艺植物生物技术
1.了解基本原理和方法
2.掌握基本技术和应用、组织培养的过程
何为生物技术？
生物技术：
生物技术：biotechnology （生物工程）是以 现代生命科学为基础，结合先进的工程技术 手段和其他基础科学的科学原理，按照预先 的设计改造生物体或加工生物原料，为人类 生产出所需要的产品或达到某种目的的一系 列技术。
解决途径： 植物杂交 诱变育种 植物基因工程
植物杂交
高蛋白花生“桂花红95”
桂花红166、桂花红35、桂花红95:高钙、 高蛋白保健食用花生,营养堪比牛奶。 特点：含钙量高，每公斤含钙达700毫克， 是传统花生含钙量的2倍以上，蛋白质含 量高达32%，营养堪称“植物牛奶”。
胚拯救(embryo rescue)技术

植物组织培养技术


人工种子技术
细胞工程技术 基因工程技术

植物组织培养定义：
在人工操作下把离体植物器官（根、茎、叶、花、 果）、植物组织（表皮、胚、胚乳、形成层、愈 伤组织）、植物的细胞（游离的体细胞、大小孢 子）和植物的原生质体在无菌的条件下培养，使
它们继续生长、发育成完整植株的所有培养技术
蔷薇属
一年生植株
X
8～9
美人蕉（ 3x ）
根茎
γ
＞ 2.7
宇航（太空）育种
利用卫星搭载植物种子在太空中宇宙射线
的辐射下，生物遗传物质有人类意想不到的 各种变异。如辣椒果实变得特大的太空辣椒。 通过卫星搭载进行植物种质创新还在菠菜、 黄瓜等植物上开展了试验。
太空育种
我国从1987年发射的返回式卫星首次搭载了青 椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种 的尝试。 至今，我国利用返回式卫星已先后8次进行了70 多种植物400多个品种的太空育种试验，育成了一系 列高产、优质、多抗的水稻、小麦、番茄、青椒、 芝麻等作物新品种、新品系，其中不少属于具有突 破性影响的优良突变。
② 种子繁育与生产：

快速繁育：兰花、香蕉、甘蔗、咖啡等。

获得脱毒植株，提高种性：病毒可通过维管束传递，
茎尖细胞分裂很旺，几乎没有病毒， 如土豆。

人工种子：不受气候影响，苜蓿、芹菜、胡萝卜等。
③ 植物产品的工厂化生产： 喜树的喜树碱 （ 抗癌 ）， 人参皂苷， 香料植物的香油精。
④
种质资源的保存：
三 植物生物技术的应用
21世纪是信息时代,是知识经济时代。以六大高新技术为 标志：电子信息、生物技术、新材料、新能源、海洋技术、 航空航天技术。 生物技术--现代生命科学的革命--未来经济发展的新动力
第一次技术革命
第二次技术革命
工业革命
信息技术
解放人的双手
扩展人的大脑
第三次技术革命