《生物技术的应用》PPT课件

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1、第六章生物技术的应用医药卫生（医药生物技术）生命科学农林牧渔（农业生物技术）环境保护（环境生物技术）生命科学直观影响的相关领域人类面临与生命科学相关的六大问题环境污染资源枯竭生态破坏能源危机气候反常人口爆炸以绿色环保和可持续发展为特征生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化；近50年生命科学的发展超过了此前500年的总和建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。生物技术将是未来经济发展的新

2、动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身“生命产业是一个朝阳、永恒的产业”生物技术的应用与评价人类基因组计划（HGP）动物克隆技术生物技术与医药生物技术与农业生物技术与工业生物技术与食品生物能源生物技术与环境第一节人类基因组研究HumanGenomicProject——揭开生命的奥秘人类的遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位(基因)在染色体上占据一定的位置基因组就是细胞内遗传信息的携带者——DNA的总体。人类基因组包

3、含着决定人类生、老、病、死以及精神、行为等活动的全部遗传信息。人类基因组计划HGP简介人类基因组计划1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组作图、精确测序，基因鉴定和功能分析，破译人类全部遗传信息曼哈顿计划阿波罗计划20世纪科学史上3个里程碑HGP的意义了解生命的起源与进化认识种属之间和个体之间存在差异的起因五种“模式生物”基因组的研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠解码生命，认识自身了解生命体

4、生长发育的规律认识疾病产生的机制，掌握生老病死规律疾病的诊断和治疗人类单倍体基因组含32亿碱基对(bp)的DNA序列编码序列约占3%，非编码序列约占97%。包括约3～4万个基因，分布于22条常染色体和X、Y性染色体。人类基因组计划人类基因组研究的技术原理一、人类基因组研究方案及技术人类基因组计划遗传图谱（连锁图谱，linkagemap)通过家谱分析和测量不同性状一起遗传（即连锁）的频率，将基因或其它DNA顺序标定在染色体上构建连锁图单位：厘摩（cM，即每次减数分裂的重组频率为1%）；Mb水平的标记作用确定

5、基因或DNA片断在染色体的定位各基因或DNA片断的相对距离方法：家系分析1～22染色体：8个家系134个个体X染色体：12家系，170个个体1遗传图谱-孟德尔的“新生”人类基因组计划2物理图谱-路标与路轨是通过对DNA的化学测度而绘制的，反映的是DNA序列上两点之间的实际距离目的：把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。以碱基对的数目为衡量单位，精度在100kb水平人类基因组计划第21号染色体的物理图谱3大片段外源DNA克隆体系人类基因组计划酵母人工染色体（YAC）克隆体系的

6、构建重叠群组建（步移法）4DNA序列测定序列图谱-重中之重DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程通过测序得到基因组的序列图谱人类基因组计划大规模基因组测序Megabace测序仪3700测序仪人类基因组计划运用计算机软件进行序列拼接人类基因组计划现在，你能否设计较理想的人基因组计划？人类基因组测序完成2003年4月14日，美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯·柯林斯博士在华盛顿宣布基因组测序图已由美、英、日、德、法、中六国经13年努力完成5.基因的确定与

7、分析基因转录图谱-生命的乐谱断裂基因人类基因组计划转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。确定特定基因的方法通过DNA全序列分析确定基因根据人类基因组DNA测序，利用计算机分析，找出ORF功能克隆根据基因的功能，分离并测定基因结构定位克隆：已知基因染色体定位然后进行的克隆已完成几十个疾病基因的克隆分离鉴定基因据基因编码蛋白质的氨基酸序列分析蛋白质的类型、功能人类基因组计划我国对人类基因组计划的贡献1994年，我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、杨焕明

8、的倡导下启动最初由国家自然科学基金会和863高科技计划的支持下，先后启动了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研究”和“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构和功能研究”；1998年在上海成立了南方基因中心；1999年在北京成立了北方人类基因组中心；1999年7月在国际人类基因组注册，得到完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域的测序任务，该区域约占人类整个基因组的1％。1999年11月12日：科技部、中科院、“863”计划生物