生物技术引论与实践教材

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1、生物技术引论与实践新疆农业大学农学院生物技术系2011年8月39前言现代生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。包括基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术、发酵工程等。这门技术内涵十分丰富它涉及到：对生物的遗传基因进行改造或重组，并使重组基因在细胞内表达，产生人类需要的新物质的基因操作技术（如“克隆技术”）；从简单普通的原料出发，设计最佳路线，选择适当的酶，合成所需功能产品的生物分子工程技术：利用生物细胞大量加工、制造产品的生物生产技术等等

2、。从生物技术的发展来看现在已经深入到我们社会生产和生活的很多领域里，这是生物学发展的必然趋势。现代生物技术日益应用到社会生产的各行业中，农业生产中的繁殖控制技术、动、植物育种、农作物病虫害的综合防治、动物疫病的控制、绿色食品的生产；工业生产中生物催化制造、生物技术药物和疫苗生产等都广泛的采用了现代生物技术。所以，现代生物技术的范围已经覆盖了生物类专业的各个领域，对于生命科学类专业的学生，掌握现代生物技术的原理和实践，具有现代生物技术应用必备的专业理论知识和较熟练的综合技能，才能成为适应生物技术生产、技术服务及相关专业第一线需要的高技能人才。本教材正是在上述背景下编写的，旨在提高生

3、命科学类专业学生的生物技术理论知识和实践技能。本教材以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容；以试验设计的整体性，连贯性为主要出发点；各试验之间即独立又相互联系，前一个实验的结果又是后一个实验的材料，使学生在掌握基础理论和技术的同时，树立全面、整体的试验观念。其中实验一到实验十二是核心实验内容，包括了以大肠杆菌为代表的微生物实验技术、基因克隆技术、基因表达技术和蛋白质研究技术，且各实验相互连续，构成一个整体。后续的实验是现代生物技术的相关技术，包括动、植物转基因技术，分子标记技术、分子检测技术以及生物信息学研究方法，可根据专业不同选择开设。本教材是由新疆农业大学多年从事植物

4、生物技术、动物生物技术的教师共同编写而成，所有参与教材编写的老师都认真负责的编写各自的章节，为教材保质保量的完成做出了重要贡献，在此深表感谢。由于现代生物技术的发展十分迅速，编者虽尽力吸收各方面的研究材料，但限于作者水平，纰漏之处在所难免，希望读者不吝惠予指正。39目录（实验教材编写分工）实验一：大肠杆菌液体培养基和固体筛选培养基制备顾爱星实验二：大肠杆菌工程菌平板培养顾爱星实验三：PCR扩增目的基因片段葛杰实验四：回收目的基因片段与载体连接张桦实验五：大肠杆菌液体培养罗明实验六：大肠杆菌感受态细胞制备及转化罗明实验七：筛选重组转化菌落张桦实验八：菌液PCR分析葛杰实验九：提取大

5、肠杆菌重组质粒DNA和酶切分析张桦实验十：培养工程菌诱导外源基因表达王希东实验十一：蛋白质分离纯化技术王希东实验十二：SDS-PAGE检测外源基因的表达王希东39实验一大肠杆菌液体培养基和固体筛选培养基制备一、实验目的1．了解培养基制备的基本原理，掌握培养基制备的方法和步骤。2．了解灭菌的基本原理，学习并掌握实验室常用的灭菌方法。二、实验原理1．培养基按物理状态分为：液体、固体、半固体三种。（1）液体培养基：不含任何凝固剂。（2）固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂，通常1.5～2.0％琼脂，从海藻（石花菜）中提取得到的多糖，融化温度95℃，凝固温度45℃。（3）半固体培养基：0

6、.2～0.7％琼脂，一般观察细菌运动。2．培养基按成分分为：（1）复合（天然）培养基：以天然有机物质为主要成分的培养基。采用动植物组织或微生物细胞或它们的提取物或粗消化产物配制而成。如牛肉膏蛋白胨培养基、LB培养基。（2）合成培养基：用化学纯的营养物质配制而成。确切知道其中所含营养成分的化学性质和数量。如高氏1号培养基、察氏培养基。（3）半合成培养基：用纯化学试剂和天然有机物质配制而成。如马铃薯蔗糖培养基，马丁氏培养基。3．灭菌（sterilization）：采用强烈的理化因素使任何物体内外所有的微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施称之为灭菌。4．高压蒸汽灭菌：在密闭的高压蒸汽灭菌

7、器（锅）中进行。其原理是将待灭菌的物体放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内。把锅内的水加热煮沸，并把其中原有的冷空气驱尽后将锅密闭，再继续加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升，从而温度也随之上升到100℃以上。为达到良好的灭菌效果，一般要求温度应达到121℃（压力为0.1MPa），时间维持在15~30min。此法适合于一切微生物学实验室、医疗保健机构和发酵工厂中对培养基及多种器材、物品的灭菌。5．火焰灭菌：微生物接种工具如接种环、接种针或其他金属用具等，可直接在酒精灯火焰上灼烧灭菌。此外