基因工程-緒論課件

基因工程(GeneEngineering)1ppt課件基因工程1ppt課件1生物學(xué)院教材及參考書目教材

1.何水林主編.基因工程.科學(xué)出版社，2008.參考書目

1.李立家，肖庚富《基因工程》2004.2.吳乃虎.基因工程原理(上下冊).科學(xué)出版社(第二版)，2002.3.王關(guān)林.植物基因工程.科學(xué)出版社，2002.4.王金發(fā).分子生物學(xué)與基因工程習(xí)題集.科學(xué)出版社.2000.5.J.薩姆布魯克和D.W.拉塞爾著、黃培堂等譯《分子克隆實驗指南》1999年.6.FAusubel等著、顏子穎等譯.《精編分子生物學(xué)實驗指南》1998.2ppt課件生物學(xué)院教材及參考書目教材2ppt課件2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”基因工程-緒論課件4生物學(xué)院緒論

生物技術(shù)包括四大工程技術(shù)基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)、蛋白質(zhì)及酶工程技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)基因工程技術(shù)是生物技術(shù)的核心和關(guān)鍵，是主導(dǎo)技術(shù)細(xì)胞工程技術(shù)是生物技術(shù)的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)及酶工程技術(shù)是生物技術(shù)的條件發(fā)酵工程技術(shù)是生物技術(shù)獲得最終產(chǎn)品的手段生物技術(shù)是一個綜合技術(shù)體系，其中基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)最為突出。5ppt課件生物學(xué)院緒論生物技術(shù)包括四大工程技術(shù)5p5生物學(xué)院一、基因（gene）1.基因——生命的載體

基因是生物遺傳信息的載體，它是由核苷酸序列(通常為DNA)組成的生物大分子，決定著生物的所有性狀、行為和疾病的發(fā)生。

6ppt課件生物學(xué)院一、基因（gene）1.基因——生命的載體6ppt6生物學(xué)院

基因工程理論依據(jù)

不同基因具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)基因是可以切割的基因是可以轉(zhuǎn)移的多肽與基因之間存在對應(yīng)關(guān)系遺傳密碼是通用的基因通過復(fù)制把遺傳信息傳給下代7ppt課件生物學(xué)院基因工程理論依據(jù)7ppt課件7生物學(xué)院2.基因是福音

發(fā)現(xiàn)了某疾病基因，就可以對患者進(jìn)行基因水平上的治療，從根本上根除疾病的危害。

3.基因是企業(yè)家的聚寶盆巨大的市場：基因工程藥物潛在的市場：肥胖基因（2000萬美元）8ppt課件生物學(xué)院2.基因是福音3.基因是企業(yè)家的聚寶盆8pp8生物學(xué)院4.基因是鐵的證據(jù)

基因分析在重大犯罪案件、歷史案件的偵破中是最終確定罪犯的有力工具，當(dāng)事人的頭發(fā)、血、皮屑的基因分析都將作為確鑿證據(jù)。

9ppt課件生物學(xué)院4.基因是鐵的證據(jù)9ppt課件9生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用

基因工程概念

基因工程(geneengineering):就是對不同生物的遺傳物質(zhì)，在體外進(jìn)行剪切、組合和拼接，使遺傳物質(zhì)重新組合，然后通過載體轉(zhuǎn)入微生物、植物和動物細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行無性繁殖，并使所需要的基因在細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物或組建成新的生物類型。又名遺傳工程（GeneticEngineering)DNA重組技術(shù)(RecombinantDNATechniques)分子克?。∕olecularCloning)10ppt課件生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程概念又名遺傳工程（10生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程最突出的優(yōu)點

就是打破了常規(guī)育種難以突破的物種之間界限，可使原核生物與真核生物之間、動物與植物之間、甚至人與其他生物之間的遺傳信息進(jìn)行重組和轉(zhuǎn)移。

縮短了新物種出現(xiàn)的時間。11ppt課件生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程最突出的優(yōu)點11ppt11生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程的基本操作程序12ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程的基本操作程序12pp12生物學(xué)院

生物材料人工合成cDNA文庫mRNA目的基因基因組文庫DNA克隆載體酶切+重組DNA受體細(xì)胞導(dǎo)入克隆子篩選轉(zhuǎn)基因生物13ppt課件生物學(xué)院生物材料人工合成cD13生物學(xué)院基因工程一般操作步驟1.從生物有機(jī)體基因組中，分離帶有目的基因DNA片段。2.將帶有目的基因的外源DNA片段連接到能夠自我復(fù)制的并具有選擇標(biāo)記的載體分子上，形成重組DNA分子。3.將重組DNA分子轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞并與之一起增殖。14ppt課件生物學(xué)院基因工程一般操作步驟1.從生物有機(jī)體基因組中，分離帶14生物學(xué)院基因工程一般操作步驟4.從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選出獲得了重組DNA分子的受體細(xì)胞,并篩選出已經(jīng)得到擴(kuò)增的目的基因。5.將目的基因克隆到表達(dá)載體上，導(dǎo)入寄主細(xì)胞，使之在新的遺傳背景下實現(xiàn)功能表達(dá)，研究核酸序列與蛋白質(zhì)功能之間的關(guān)系。15ppt課件生物學(xué)院基因工程一般操作步驟4.從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選15基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因表達(dá)分離出質(zhì)粒并用限制酶進(jìn)行切割16ppt課件基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)?6基因工程四大要素：

供體基因

載體

工具酶

受體細(xì)胞

（細(xì)菌、植物和動物）生物學(xué)院17ppt課件基因工程四大要素：生物學(xué)院17ppt課件17生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基礎(chǔ)（一）理論上的三大發(fā)現(xiàn)

1.DNA是生物的遺傳物質(zhì)（基因工程的先導(dǎo)）

1944年，美國微生物學(xué)家O.T.Avery首次證實遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)是DNA，基因位于DNA上。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗18ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基18生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S－標(biāo)記蛋白質(zhì)32P－標(biāo)記DNA

1952年AlfredHershy和MarshaChase分別用放射性同位素標(biāo)記噬菌體噬菌體轉(zhuǎn)染實驗

進(jìn)一步證明遺傳物質(zhì)是DNA19ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S－標(biāo)記蛋白質(zhì)3219生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì),感染后放射標(biāo)記不進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞32P標(biāo)記DNA,感染后放射標(biāo)記進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞20ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì),20生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制

1953年JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制。21ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.揭示了DNA分子的雙21生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)FrancisCrick&JamesWatson

22ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)FrancisCric22生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)1966年Nireberg等破譯了全部64個遺傳密碼3.遺傳密碼的破譯和遺傳信息傳遞方式的確定23ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)1966年Nireber23生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)DNAmRNAProteintranscriptiontranslation

1957年Crick又提出了遺傳信息傳遞的“中心法則”(centraldogma)，揭示了遺傳信息的流向和表達(dá)問題。24ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)DNAmRNAProte24生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基礎(chǔ)

（二）技術(shù)上的三大發(fā)明1.限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)與DNA切割

1970年H.O.Smith等分離出第一種限制性核酸內(nèi)切酶。WernerArber理論預(yù)見限制酶DanielNathans用限制酶切得SV40DNA片斷HamiltonO.Smith得到第一個限制酶1978年Nobel生理或醫(yī)學(xué)獎25ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基25生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)與DNA片段的連接

1967年世界上5個實驗室?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)DNA連接酶；

1970年Khorana實驗室發(fā)現(xiàn)T4DNA連接酶。

3.基因工程載體的研究與應(yīng)用

1972年前后使用小分子量的細(xì)菌質(zhì)粒和噬菌體作載體。在細(xì)菌細(xì)胞里的大量擴(kuò)增。26ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)與26理論上的三大發(fā)現(xiàn)：證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA（基因工程的先導(dǎo)）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)理遺傳信息的傳遞方式（中心法則）技術(shù)上的三大發(fā)現(xiàn)：限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)（標(biāo)志著DNA重組時代的開始）DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)載體的使用生物學(xué)院27ppt課件理論上的三大發(fā)現(xiàn)：技術(shù)上的三大發(fā)現(xiàn)：生物學(xué)院27ppt課件27生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)二、基因工程的誕生

(一）Berg的開創(chuàng)性實驗

1972年美國斯坦福大學(xué)Berg博士領(lǐng)導(dǎo)的研究組用EcoRI在體外對猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌體DNA分別酶切，然后用T4DNA連接酶將兩種酶切片段連接，結(jié)果獲得了SV40和λ噬菌體DNA的重組DNA分子，成功完成了世界上第一次DNA體外重組實驗，并因此與Gilbert、Sanger分享1980年度諾貝爾化學(xué)獎。28ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)二、基因工程的誕生2828生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)EcoRIrecognitionsites

λphageDNAEcoRIcutsDNAintofragments

StickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairing

DNAligaseRecombinantDNA1972年第一個DNA重組分子產(chǎn)生29ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)EcoRIrecogn29生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)

(二）Boyer-Cohen實驗

1973年，Cohen等人將編碼Kan抗性基因質(zhì)粒R6-5和編碼Tet抗性基因質(zhì)粒pSC101混合后，加入EcoRI進(jìn)行酶切，用T4DNA連接酶連接成重組DNA分子，最后轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果某些轉(zhuǎn)化菌落表現(xiàn)出既抗Kan又抗Tet的雙重抗性特性。從這種雙抗性轉(zhuǎn)化菌落的大腸桿菌中分離出的重組質(zhì)粒DNA帶有完整pSC101分子和一個來自R6-5質(zhì)粒編碼Kan抗性基因DNA片段。后來又把非洲爪蟾核糖體基因片斷同pSC101質(zhì)粒重組，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，并在菌體內(nèi)成功轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA。這是第一次成功的基因克隆實驗。30ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)(二）Boyer-30生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)Boyer-Cohen實驗

StanleyCohen1986Nobel生理或醫(yī)學(xué)獎HerbBoyerR6-5TetKan31ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)Boyer-Cohen實31生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展三、基因工程的發(fā)展

(一）艱難階段

主要關(guān)注安全性問題

(二）逐漸成熟階段

1977年第一次實現(xiàn)基因在原核生物中的表達(dá)

(三）迅速發(fā)展階段

20世紀(jì)80年代以后，高等動植物的遺傳轉(zhuǎn)化。32ppt課件生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展三、基因工程的發(fā)展32ppt課32生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展發(fā)展過程中的重大事件：1977年，E.coli中合成了人生長激素基因。1978-1979年，胰島素基因在大腸桿菌中表達(dá)。1982年，培育出了超級鼠。1985年，Horsch發(fā)明了植物基因工程的基本方法：

葉圓盤法，并獲得轉(zhuǎn)基因植株。1990年，患有遺傳免疫疾病的4歲女孩接受了基因療法。1990年，Perlak將B.T.基因?qū)朊藁ǐ@得抗蟲棉。1991年，美國開始人類基因組計劃。1997年，“多利”綿羊誕生。33ppt課件生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展發(fā)展過程中的重大事件：33ppt33生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容一、基因工程研究的主要內(nèi)容

（一）基礎(chǔ)研究構(gòu)建克隆載體及相應(yīng)的表達(dá)系統(tǒng)、基因不同物種的基因組文庫和cDNA文庫、開發(fā)新的工具酶、基因工程新技術(shù)、新的操作方法。34ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容一、基因工程研究的主要內(nèi)容334生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（二）克隆載體研究基因工程的發(fā)展是與克隆載體構(gòu)建密切相關(guān)的；

Ti質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)使植物基因工程研究迅速發(fā)展起來；動物病毒克隆載體的構(gòu)建，使動物基因工程研究也有一定的進(jìn)展?？梢哉J(rèn)為構(gòu)建克隆載體是基因工程技術(shù)路線中的核心環(huán)節(jié)。構(gòu)建適合于高等動植物轉(zhuǎn)基因的表達(dá)載體和定位整合載體是今后研究的重要內(nèi)容。35ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（二）克隆載體研究35ppt35生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（三）受體系統(tǒng)的研究

基因工程的受體細(xì)胞與載體是一個系統(tǒng)的兩個方面。受體是克隆載體的宿主，是外源目的基因復(fù)制和表達(dá)的場所。受體：單細(xì)胞、組織、器官和個體均可以作為受體。原核生物受體：E.coli真核生物受體:酵母是單細(xì)胞真核生物受體植物受體：愈傷組織、細(xì)胞和原生質(zhì)，部分組織和器官；動物受體：生殖細(xì)胞和早期胚胎細(xì)胞作為基因工程受體；人的體細(xì)胞也可以作為基因工程受體。36ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（三）受體系統(tǒng)的研究36pp36生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（四）目的基因研究

基因工程研究的基本任務(wù)：開發(fā)人民需要的基因產(chǎn)物，這樣的基因叫做目的基因。

獲得目的基因的方法：主要通過構(gòu)建基因組文庫或cDNA文庫，從中篩選出特殊需要的基因?；颍横t(yī)藥相關(guān)的基因；抗病、蟲害和惡劣環(huán)境的基因；特殊營養(yǎng)價值的蛋白或多肽的基因。

37ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（四）目的基因研究37ppt37生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（五）生物基因組學(xué)研究

嗜血流感桿菌：1830137bp，1743個基因產(chǎn)甲烷球菌：1664976bp，1682個基因大腸桿菌K-12：4639221bp，4288個基因枯草桿菌：4.21×106bp,4100個基因

1980年提出HumanGenomeProject(HGP)；

1990年開始，美國、英國、日本、德國、法國等國實施“人類基因組計劃”；我國1999年9月獲準(zhǔn)參加這一計劃，承擔(dān)1%的測序任務(wù)。

38ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（五）生物基因組學(xué)研究38p38生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究供體細(xì)胞

目的基因

載體

重組DNA分子

轉(zhuǎn)化細(xì)胞

受體細(xì)胞

多肽藥物

疫苗、抗體

基因治療

基因診斷

轉(zhuǎn)基因動物

(畜牧業(yè)、漁業(yè)

生物反應(yīng)器)

轉(zhuǎn)基因植物

(農(nóng)業(yè)、林業(yè)

生物反應(yīng)器)

冶金、環(huán)保

輕工、食品

39ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究供體細(xì)胞目的基39生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●光合作用●固氮作用●轉(zhuǎn)基因植物●轉(zhuǎn)基因動物●產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物

（六）應(yīng)用研究

1.基因工程與農(nóng)業(yè)抗病蟲提高品質(zhì)提高花卉的觀賞價值抗逆性40ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●光合作用（六）應(yīng)用研究抗40生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容41ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容41ppt課件41生物學(xué)院無冰晶細(xì)菌幫助草莓抗霜凍基因工程研究的主要內(nèi)容42ppt課件生物學(xué)院無冰晶細(xì)菌幫助草莓抗霜凍基因工程研究的主要內(nèi)容42p42生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆43ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗43生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)44ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)44生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)45ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容乳汁中含有人生長激素的45p45生物學(xué)院動物器官反應(yīng)器：血液反應(yīng)器和乳腺反應(yīng)器基因工程研究的主要內(nèi)容46ppt課件生物學(xué)院動物器官反應(yīng)器：血液反應(yīng)器和乳腺反應(yīng)器基因工程研究的46生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠47ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級47生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場所是

轉(zhuǎn)基因動物的乳腺。

1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。

2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。

3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。48ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容就基因藥物而言，最理想的48生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●纖維素的開發(fā)利用●釀酒工業(yè)●食品工業(yè)●制藥工業(yè)●新型蛋白質(zhì)的生產(chǎn)（六）應(yīng)用研究

2.基因工程與工業(yè)49ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●纖維素的開發(fā)利用（六）應(yīng)用49生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容胰島素100kg胰腺→4-5g胰島素2000L培養(yǎng)液→

100g胰島素！50ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容胰島素100kg胰腺→4-5g50生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

基因工程藥品——生長激素治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。51ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程藥品——生51生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品——干擾素52ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容干擾素治療病毒感染簡直是“52主要基因工程產(chǎn)品的研制、開發(fā)、上市時間產(chǎn)品時間國家用途上市時間國家人生長激素釋放抑制素(SRM)1977日本巨人癥人胰島素1978美國糖尿病1982歐洲人生長激素（HGH）1979美國侏儒癥1985美國人α-干擾素（IFN）1980美國病毒1985歐洲乙肝疫苗（HBsAgV）1983美國乙肝1986歐洲人白細(xì)胞介素1984美國腫瘤1989歐洲人促紅細(xì)胞生成素（EPO）日本貧血1988歐洲人粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)白血病1991美國人組織纖溶酶原激活劑（t-PA）血栓癥1987美國生物學(xué)院53ppt課件主要基因工程產(chǎn)品的研制、開發(fā)、上市時間產(chǎn)品時間國家用途上市時53生物學(xué)院54ppt課件生物學(xué)院54ppt課件54生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究

3.基因工程與環(huán)境保護(hù)●環(huán)境監(jiān)測●環(huán)境污染凈化

4.基因工程與醫(yī)學(xué)

●基因工程疫苗的研制與生產(chǎn)●基因診斷●基因治療55ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究55ppt課件55生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。

1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來56ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程做成的D56生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。57ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容利用基因工程培育的“指示57生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

基因工程做成的“超級細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。

通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。58ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程做58生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容59ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容59ppt課件59生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因診斷

基因診斷：利用重組DNA技術(shù)作為工具，直接從DNA水平監(jiān)測人類遺傳性疾病的基因缺陷，因而比傳統(tǒng)的診斷手段更加可靠。

基因探針技術(shù)：利用DNA堿基互補(bǔ)的原理，用已知的帶有標(biāo)記的DNA通過核酸雜交的方法檢測未知的基因。60ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因診斷60ppt課件60生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因治療（genetherapy）基因治療：將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，取代突變基因，補(bǔ)充缺失基因或關(guān)閉異?；颍_(dá)到從根本上治療疾病的目的。基因治療是21世紀(jì)的一大熱點領(lǐng)域；被認(rèn)為是征服腫瘤、心血管疾病、糖尿病尤其是遺傳性疾病最有希望的手段。

61ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因治療（genethera61通過研究“基因敲除”的耗子將幫助研究人類的癌癥、糖尿病和高血壓等慢性疾病與遺傳的關(guān)系。

在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活潑的小猴“安迪”。

通過對“安迪”的研究我們可以簡單地引進(jìn)如老年性癡呆病的基因、帕金森病基因等，加快針對這類疾病疫苗的開發(fā)研究。

62ppt課件通過研究“基因敲除”的耗子將幫助研究人類的癌癥、糖尿病和高血62生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（七）基因工程在其他方面的應(yīng)用

目前，基因工程在其他方面的應(yīng)用也取得了令人振奮的成果。如日本科學(xué)家利用基因工程使家蠶絲心蛋白基因與綠色熒光蛋白基因相互融合，得到的家蠶蠶絲可發(fā)出綠色的光澤。人們利用花卉的花色基因改變花的顏色、利用花形基因改變花的形狀、利用香味基因改變花的香味等等，以使我們的生活環(huán)境更加色彩斑斕。63ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（七）基因工程在其他方面的應(yīng)用63生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景一、基因工程的意義●基因工程跨越生物種屬間不可逾越鴻溝●基因工程技術(shù)縮短了進(jìn)化時間●基因工程技術(shù)使人能對生物進(jìn)行定向改造●基因工程技術(shù)可以在體外大量擴(kuò)增、純化人們感興趣的基因，研究其結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機(jī)制，從而拓寬了分子生物學(xué)的研究領(lǐng)域。64ppt課件生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景一、基因工程的意義64pp64生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景二、基因工程發(fā)展前景(一)基因本身也是一個產(chǎn)業(yè)

1.Rockfeller大學(xué)將人肥胖基因出售0.2億美元（1995年3月）

2.Amgen公司將FKBP神經(jīng)免疫因子配體轉(zhuǎn)讓達(dá)3.29億美元（1997年）

3.Millennium公司以4.65億美元向Bayer公司轉(zhuǎn)讓225種基因的開發(fā)權(quán)（1998年9月）65ppt課件生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景二、基因工程發(fā)展前景65p65生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景(二)基因工程試劑的高回報

1.堿性成纖維細(xì)胞生長因子231元/ug2.紅細(xì)胞生成素1072元/ug3.白細(xì)胞介素-2410元/ug4.巨細(xì)胞粒細(xì)胞集落刺激因子1960元/ug5.胰島素10.2元/mg66ppt課件生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景(二)基因工程試劑的高回報66生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景基因工程不是發(fā)現(xiàn)，而是創(chuàng)造。67ppt課件生物學(xué)院基因工程的意義與發(fā)展前景基因工程不是發(fā)現(xiàn)，而是創(chuàng)造。67生物學(xué)院本章重點掌握的內(nèi)容及作業(yè)題本章重點掌握的內(nèi)容◆基因工程的概念及基本技術(shù)路線◆了解基因工程的發(fā)展簡史及其意義68ppt課件生物學(xué)院本章重點掌握的內(nèi)容及作業(yè)題本章重點掌握的內(nèi)容6868基因工程(GeneEngineering)69ppt課件基因工程1ppt課件69生物學(xué)院教材及參考書目教材

1.何水林主編.基因工程.科學(xué)出版社，2008.參考書目

1.李立家，肖庚富《基因工程》2004.2.吳乃虎.基因工程原理(上下冊).科學(xué)出版社(第二版)，2002.3.王關(guān)林.植物基因工程.科學(xué)出版社，2002.4.王金發(fā).分子生物學(xué)與基因工程習(xí)題集.科學(xué)出版社.2000.5.J.薩姆布魯克和D.W.拉塞爾著、黃培堂等譯《分子克隆實驗指南》1999年.6.FAusubel等著、顏子穎等譯.《精編分子生物學(xué)實驗指南》1998.70ppt課件生物學(xué)院教材及參考書目教材2ppt課件70精品資料精品資料71你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”基因工程-緒論課件72生物學(xué)院緒論

生物技術(shù)包括四大工程技術(shù)基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)、蛋白質(zhì)及酶工程技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)基因工程技術(shù)是生物技術(shù)的核心和關(guān)鍵，是主導(dǎo)技術(shù)細(xì)胞工程技術(shù)是生物技術(shù)的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)及酶工程技術(shù)是生物技術(shù)的條件發(fā)酵工程技術(shù)是生物技術(shù)獲得最終產(chǎn)品的手段生物技術(shù)是一個綜合技術(shù)體系，其中基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)最為突出。73ppt課件生物學(xué)院緒論生物技術(shù)包括四大工程技術(shù)5p73生物學(xué)院一、基因（gene）1.基因——生命的載體

基因是生物遺傳信息的載體，它是由核苷酸序列(通常為DNA)組成的生物大分子，決定著生物的所有性狀、行為和疾病的發(fā)生。

74ppt課件生物學(xué)院一、基因（gene）1.基因——生命的載體6ppt74生物學(xué)院

基因工程理論依據(jù)

不同基因具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)基因是可以切割的基因是可以轉(zhuǎn)移的多肽與基因之間存在對應(yīng)關(guān)系遺傳密碼是通用的基因通過復(fù)制把遺傳信息傳給下代75ppt課件生物學(xué)院基因工程理論依據(jù)7ppt課件75生物學(xué)院2.基因是福音

發(fā)現(xiàn)了某疾病基因，就可以對患者進(jìn)行基因水平上的治療，從根本上根除疾病的危害。

3.基因是企業(yè)家的聚寶盆巨大的市場：基因工程藥物潛在的市場：肥胖基因（2000萬美元）76ppt課件生物學(xué)院2.基因是福音3.基因是企業(yè)家的聚寶盆8pp76生物學(xué)院4.基因是鐵的證據(jù)

基因分析在重大犯罪案件、歷史案件的偵破中是最終確定罪犯的有力工具，當(dāng)事人的頭發(fā)、血、皮屑的基因分析都將作為確鑿證據(jù)。

77ppt課件生物學(xué)院4.基因是鐵的證據(jù)9ppt課件77生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用

基因工程概念

基因工程(geneengineering):就是對不同生物的遺傳物質(zhì)，在體外進(jìn)行剪切、組合和拼接，使遺傳物質(zhì)重新組合，然后通過載體轉(zhuǎn)入微生物、植物和動物細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行無性繁殖，并使所需要的基因在細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物或組建成新的生物類型。又名遺傳工程（GeneticEngineering)DNA重組技術(shù)(RecombinantDNATechniques)分子克?。∕olecularCloning)78ppt課件生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程概念又名遺傳工程（78生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程最突出的優(yōu)點

就是打破了常規(guī)育種難以突破的物種之間界限，可使原核生物與真核生物之間、動物與植物之間、甚至人與其他生物之間的遺傳信息進(jìn)行重組和轉(zhuǎn)移。

縮短了新物種出現(xiàn)的時間。79ppt課件生物學(xué)院基因工程的內(nèi)容與應(yīng)用基因工程最突出的優(yōu)點11ppt79生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程的基本操作程序80ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程的基本操作程序12pp80生物學(xué)院

生物材料人工合成cDNA文庫mRNA目的基因基因組文庫DNA克隆載體酶切+重組DNA受體細(xì)胞導(dǎo)入克隆子篩選轉(zhuǎn)基因生物81ppt課件生物學(xué)院生物材料人工合成cD81生物學(xué)院基因工程一般操作步驟1.從生物有機(jī)體基因組中，分離帶有目的基因DNA片段。2.將帶有目的基因的外源DNA片段連接到能夠自我復(fù)制的并具有選擇標(biāo)記的載體分子上，形成重組DNA分子。3.將重組DNA分子轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞并與之一起增殖。82ppt課件生物學(xué)院基因工程一般操作步驟1.從生物有機(jī)體基因組中，分離帶82生物學(xué)院基因工程一般操作步驟4.從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選出獲得了重組DNA分子的受體細(xì)胞,并篩選出已經(jīng)得到擴(kuò)增的目的基因。5.將目的基因克隆到表達(dá)載體上，導(dǎo)入寄主細(xì)胞，使之在新的遺傳背景下實現(xiàn)功能表達(dá)，研究核酸序列與蛋白質(zhì)功能之間的關(guān)系。83ppt課件生物學(xué)院基因工程一般操作步驟4.從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選83基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因表達(dá)分離出質(zhì)粒并用限制酶進(jìn)行切割84ppt課件基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)?4基因工程四大要素：

供體基因

載體

工具酶

受體細(xì)胞

（細(xì)菌、植物和動物）生物學(xué)院85ppt課件基因工程四大要素：生物學(xué)院17ppt課件85生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基礎(chǔ)（一）理論上的三大發(fā)現(xiàn)

1.DNA是生物的遺傳物質(zhì)（基因工程的先導(dǎo)）

1944年，美國微生物學(xué)家O.T.Avery首次證實遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)是DNA，基因位于DNA上。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗86ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基86生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S－標(biāo)記蛋白質(zhì)32P－標(biāo)記DNA

1952年AlfredHershy和MarshaChase分別用放射性同位素標(biāo)記噬菌體噬菌體轉(zhuǎn)染實驗

進(jìn)一步證明遺傳物質(zhì)是DNA87ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S－標(biāo)記蛋白質(zhì)3287生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì),感染后放射標(biāo)記不進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞32P標(biāo)記DNA,感染后放射標(biāo)記進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞88ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì),88生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制

1953年JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制。89ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.揭示了DNA分子的雙89生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)FrancisCrick&JamesWatson

90ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)FrancisCric90生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)1966年Nireberg等破譯了全部64個遺傳密碼3.遺傳密碼的破譯和遺傳信息傳遞方式的確定91ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)1966年Nireber91生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)DNAmRNAProteintranscriptiontranslation

1957年Crick又提出了遺傳信息傳遞的“中心法則”(centraldogma)，揭示了遺傳信息的流向和表達(dá)問題。92ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)DNAmRNAProte92生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基礎(chǔ)

（二）技術(shù)上的三大發(fā)明1.限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)與DNA切割

1970年H.O.Smith等分離出第一種限制性核酸內(nèi)切酶。WernerArber理論預(yù)見限制酶DanielNathans用限制酶切得SV40DNA片斷HamiltonO.Smith得到第一個限制酶1978年Nobel生理或醫(yī)學(xué)獎93ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)一、基因工程誕生的理論基93生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)與DNA片段的連接

1967年世界上5個實驗室?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)DNA連接酶；

1970年Khorana實驗室發(fā)現(xiàn)T4DNA連接酶。

3.基因工程載體的研究與應(yīng)用

1972年前后使用小分子量的細(xì)菌質(zhì)粒和噬菌體作載體。在細(xì)菌細(xì)胞里的大量擴(kuò)增。94ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)2.DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)與94理論上的三大發(fā)現(xiàn)：證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA（基因工程的先導(dǎo)）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)理遺傳信息的傳遞方式（中心法則）技術(shù)上的三大發(fā)現(xiàn)：限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)（標(biāo)志著DNA重組時代的開始）DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)載體的使用生物學(xué)院95ppt課件理論上的三大發(fā)現(xiàn)：技術(shù)上的三大發(fā)現(xiàn)：生物學(xué)院27ppt課件95生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)二、基因工程的誕生

(一）Berg的開創(chuàng)性實驗

1972年美國斯坦福大學(xué)Berg博士領(lǐng)導(dǎo)的研究組用EcoRI在體外對猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌體DNA分別酶切，然后用T4DNA連接酶將兩種酶切片段連接，結(jié)果獲得了SV40和λ噬菌體DNA的重組DNA分子，成功完成了世界上第一次DNA體外重組實驗，并因此與Gilbert、Sanger分享1980年度諾貝爾化學(xué)獎。96ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)二、基因工程的誕生2896生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)EcoRIrecognitionsites

λphageDNAEcoRIcutsDNAintofragments

StickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairing

DNAligaseRecombinantDNA1972年第一個DNA重組分子產(chǎn)生97ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)EcoRIrecogn97生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)

(二）Boyer-Cohen實驗

1973年，Cohen等人將編碼Kan抗性基因質(zhì)粒R6-5和編碼Tet抗性基因質(zhì)粒pSC101混合后，加入EcoRI進(jìn)行酶切，用T4DNA連接酶連接成重組DNA分子，最后轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果某些轉(zhuǎn)化菌落表現(xiàn)出既抗Kan又抗Tet的雙重抗性特性。從這種雙抗性轉(zhuǎn)化菌落的大腸桿菌中分離出的重組質(zhì)粒DNA帶有完整pSC101分子和一個來自R6-5質(zhì)粒編碼Kan抗性基因DNA片段。后來又把非洲爪蟾核糖體基因片斷同pSC101質(zhì)粒重組，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，并在菌體內(nèi)成功轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA。這是第一次成功的基因克隆實驗。98ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)(二）Boyer-98生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)Boyer-Cohen實驗

StanleyCohen1986Nobel生理或醫(yī)學(xué)獎HerbBoyerR6-5TetKan99ppt課件生物學(xué)院基因工程的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ)Boyer-Cohen實99生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展三、基因工程的發(fā)展

(一）艱難階段

主要關(guān)注安全性問題

(二）逐漸成熟階段

1977年第一次實現(xiàn)基因在原核生物中的表達(dá)

(三）迅速發(fā)展階段

20世紀(jì)80年代以后，高等動植物的遺傳轉(zhuǎn)化。100ppt課件生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展三、基因工程的發(fā)展32ppt課100生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展發(fā)展過程中的重大事件：1977年，E.coli中合成了人生長激素基因。1978-1979年，胰島素基因在大腸桿菌中表達(dá)。1982年，培育出了超級鼠。1985年，Horsch發(fā)明了植物基因工程的基本方法：

葉圓盤法，并獲得轉(zhuǎn)基因植株。1990年，患有遺傳免疫疾病的4歲女孩接受了基因療法。1990年，Perlak將B.T.基因?qū)朊藁ǐ@得抗蟲棉。1991年，美國開始人類基因組計劃。1997年，“多利”綿羊誕生。101ppt課件生物學(xué)院基因工程的誕生與發(fā)展發(fā)展過程中的重大事件：33ppt101生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容一、基因工程研究的主要內(nèi)容

（一）基礎(chǔ)研究構(gòu)建克隆載體及相應(yīng)的表達(dá)系統(tǒng)、基因不同物種的基因組文庫和cDNA文庫、開發(fā)新的工具酶、基因工程新技術(shù)、新的操作方法。102ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容一、基因工程研究的主要內(nèi)容3102生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（二）克隆載體研究基因工程的發(fā)展是與克隆載體構(gòu)建密切相關(guān)的；

Ti質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)使植物基因工程研究迅速發(fā)展起來；動物病毒克隆載體的構(gòu)建，使動物基因工程研究也有一定的進(jìn)展?？梢哉J(rèn)為構(gòu)建克隆載體是基因工程技術(shù)路線中的核心環(huán)節(jié)。構(gòu)建適合于高等動植物轉(zhuǎn)基因的表達(dá)載體和定位整合載體是今后研究的重要內(nèi)容。103ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（二）克隆載體研究35ppt103生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（三）受體系統(tǒng)的研究

基因工程的受體細(xì)胞與載體是一個系統(tǒng)的兩個方面。受體是克隆載體的宿主，是外源目的基因復(fù)制和表達(dá)的場所。受體：單細(xì)胞、組織、器官和個體均可以作為受體。原核生物受體：E.coli真核生物受體:酵母是單細(xì)胞真核生物受體植物受體：愈傷組織、細(xì)胞和原生質(zhì)，部分組織和器官；動物受體：生殖細(xì)胞和早期胚胎細(xì)胞作為基因工程受體；人的體細(xì)胞也可以作為基因工程受體。104ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（三）受體系統(tǒng)的研究36pp104生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（四）目的基因研究

基因工程研究的基本任務(wù)：開發(fā)人民需要的基因產(chǎn)物，這樣的基因叫做目的基因。

獲得目的基因的方法：主要通過構(gòu)建基因組文庫或cDNA文庫，從中篩選出特殊需要的基因?；颍横t(yī)藥相關(guān)的基因；抗病、蟲害和惡劣環(huán)境的基因；特殊營養(yǎng)價值的蛋白或多肽的基因。

105ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（四）目的基因研究37ppt105生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（五）生物基因組學(xué)研究

嗜血流感桿菌：1830137bp，1743個基因產(chǎn)甲烷球菌：1664976bp，1682個基因大腸桿菌K-12：4639221bp，4288個基因枯草桿菌：4.21×106bp,4100個基因

1980年提出HumanGenomeProject(HGP)；

1990年開始，美國、英國、日本、德國、法國等國實施“人類基因組計劃”；我國1999年9月獲準(zhǔn)參加這一計劃，承擔(dān)1%的測序任務(wù)。

106ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（五）生物基因組學(xué)研究38p106生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究供體細(xì)胞

目的基因

載體

重組DNA分子

轉(zhuǎn)化細(xì)胞

受體細(xì)胞

多肽藥物

疫苗、抗體

基因治療

基因診斷

轉(zhuǎn)基因動物

(畜牧業(yè)、漁業(yè)

生物反應(yīng)器)

轉(zhuǎn)基因植物

(農(nóng)業(yè)、林業(yè)

生物反應(yīng)器)

冶金、環(huán)保

輕工、食品

107ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究供體細(xì)胞目的基107生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●光合作用●固氮作用●轉(zhuǎn)基因植物●轉(zhuǎn)基因動物●產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物

（六）應(yīng)用研究

1.基因工程與農(nóng)業(yè)抗病蟲提高品質(zhì)提高花卉的觀賞價值抗逆性108ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●光合作用（六）應(yīng)用研究抗108生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容109ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容41ppt課件109生物學(xué)院無冰晶細(xì)菌幫助草莓抗霜凍基因工程研究的主要內(nèi)容110ppt課件生物學(xué)院無冰晶細(xì)菌幫助草莓抗霜凍基因工程研究的主要內(nèi)容42p110生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆111ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗111生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)112ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)112生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)113ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容乳汁中含有人生長激素的45p113生物學(xué)院動物器官反應(yīng)器：血液反應(yīng)器和乳腺反應(yīng)器基因工程研究的主要內(nèi)容114ppt課件生物學(xué)院動物器官反應(yīng)器：血液反應(yīng)器和乳腺反應(yīng)器基因工程研究的114生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠115ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級115生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場所是

轉(zhuǎn)基因動物的乳腺。

1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。

2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。

3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。116ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容就基因藥物而言，最理想的116生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●纖維素的開發(fā)利用●釀酒工業(yè)●食品工業(yè)●制藥工業(yè)●新型蛋白質(zhì)的生產(chǎn)（六）應(yīng)用研究

2.基因工程與工業(yè)117ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容●纖維素的開發(fā)利用（六）應(yīng)用117生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容胰島素100kg胰腺→4-5g胰島素2000L培養(yǎng)液→

100g胰島素！118ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容胰島素100kg胰腺→4-5g118生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

基因工程藥品——生長激素治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素?，F(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。119ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容基因工程藥品——生119生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品——干擾素120ppt課件生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容干擾素治療病毒感染簡直是“120主要基因工程產(chǎn)品的研制、開發(fā)、上市時間產(chǎn)品時間國家用途上市時間國家人生長激素釋放抑制素(SRM)1977日本巨人癥人胰島素1978美國糖尿病1982歐洲人生長激素（HGH）1979美國侏儒癥1985美國人α-干擾素（IFN）1980美國病毒1985歐洲乙肝疫苗（HBsAgV）1983美國乙肝1986歐洲人白細(xì)胞介素1984美國腫瘤1989歐洲人促紅細(xì)胞生成素（EPO）日本貧血1988歐洲人粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)白血病1991美國人組織纖溶酶原激活劑（t-PA）血栓癥1987美國生物學(xué)院121ppt課件主要基因工程產(chǎn)品的研制、開發(fā)、上市時間產(chǎn)品時間國家用途上市時121生物學(xué)院122ppt課件生物學(xué)院54ppt課件122生物學(xué)院基因工程研究的主要內(nèi)容（六）應(yīng)用研究

3.基因工程與環(huán)境保護(hù)●環(huán)境監(jiān)測●環(huán)境污染凈化

4.基因工程與醫(yī)學(xué)

●基因工程疫苗的研制與生產(chǎn)●基因診斷