基因工程和基因组学

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1、第十二章　基因工程和基因组学第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程一、基因工程概述:广义遗传工程包括:生化工程、蛋白质工程、细胞工程、染色体工程、细胞器工程、基因工程及酶工程等。狭义遗传工程是指:基因工程(重组DNA技术)。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程１.概念：　　基因工程：在分子水平上，采取工程建设方式　　按照预先设计的蓝图　　借助于实验室技术将某种生物的基因或基因组转移到另一生物中去　　使后者定向获得新遗传性状的一门技术。　　基因工程技术的建立，使实验生物学领域产生巨大

2、变革。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程2.发展：1971年，史密斯（SmithH.O.）等人从细菌中分离出的一种限制性酶酶切病毒DNA分子，标志着DNA重组时代的开始。1972年，伯格（BergP.）等用限制性酶分别酶切猿猴病毒和噬菌体DNA，将两种DNA分子用连接酶连接起来得到新的DNA分子。1973年，科恩（CohenS.）等进一步将酶切DNA分子与质DNA连接起来，并将重组质粒转入E.cloi细胞中。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程1982年，美国食品卫生和医药管理局批

3、准，用基因工程在细菌中生产人的胰岛素投放市场。1985年，转基因植物获得成功。1994年，延熟保鲜的转基因番茄商品生产。1996年，克隆羊诞生。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程近年全世界转基因植物种植面积第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程2001年种植面积>100万公顷的转基因作物：　　大豆（3330万hm2，占全世界转基因作物的63%，均为抗除草剂大豆）、玉米（980万hm2，占19%）、棉花（680万hm2，占13%）、油菜（270万hm2，占5%）；其它还有水稻、小麦、

4、花生、日葵、亚麻、甘蓝、马铃薯等，番茄、烟草、南瓜和木瓜等50多种转基因作物已培育成功。　　主要分布在美国（3570万hm2）、阿根廷（1180万hm2）、加拿大（320万hm2）和中国（150万hm2）等国。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程下图为2001年全世界转基因作物占相应作物种植总面积的比较：第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程2001年我国的转基因农作物和林木已达22种，其中转基因棉花、大豆、马铃薯、烟草、玉米、花生、菠菜、甜椒、小麦等进行了田间试验，转基因棉花已经大

5、规模商品化生产。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程3．内容：　　①．从细胞和组织中分离DNA；　　②．限制性内切酶酶切DNA分子，制备DNA片段；　　③．将酶切DNA分子与载体DNA连接构建能在宿主细胞内自我复制的重组DNA分子；　　④．把重组DNA分子引入宿主受体细胞复制；第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程⑤．重组DNA随宿主细胞的分裂而分配到子细胞建立无性繁殖系(clone)或发育成个体；　　⑥．从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系并使外源基因在受体细胞中正常表达，翻

6、译成蛋白质等基因产物、回收；或筛选出获得定向性状变异的个体。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程五、基因工程的应用：目前，基因工程研究发展迅速，已取得一系列重大突破。基因工程技术已广泛用于工业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为人类创造了巨大的财富。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程㈠、基因工程工业：　　最早应用基因工程生产人的蛋白质的方法是在细菌中表达人的胰岛素(1982)。　　现已在细菌中生产10多种药品，例如表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝炎工程疫苗等。　　

7、目前，酵母菌、植物悬浮细胞、植株和动物培养细胞均成功地应用于表达外源蛋白。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程㈡、植物基因工程：　　植物基因转化是指将外源基因转移到植物细胞内、并整合到植物基因组中稳定遗传和表达的过程。　　许多植物基因已经被分离、克隆。　　农杆菌转化法和基因枪转化法应用最多。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程㈢、转基因动物:转基因动物：目的基因＋载体重组DNA微量注射法将重组DNA导入受体合子细胞核遗传转化。　　如：

8、　　利用转基因羊大量表达人类的抗胰蛋白酶。　　可分泌人类生长因子Ⅸ的转基因羊“Polly”。　　下图为《Wilmut等，Nature385,1997》。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程左下图为受精卵细胞注射法，右下图为转基因牛（受精卵注射法）。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程下图中左边小白鼠为转移有人类生长　下图中的猪为人类生长激素转基因猪激素转基因鼠，右边为同胞鼠对照。第十二章　基因工程和基因组学第一节基因工程㈣、遗传疾病诊断