基因工程專題

基因工程專題第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一2000年超級雜交稻第一個階段達到畝產(chǎn)700公斤。第二個階段畝產(chǎn)800公斤，在2004年實現(xiàn)了。我們現(xiàn)在向第三期畝產(chǎn)900公斤攻關(guān)，計劃2015年實現(xiàn)，爭取提前兩到三年。第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一轉(zhuǎn)基因抗蟲稻（螟蟲）第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一用除草劑Barstar處理的抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻(中)和非轉(zhuǎn)基因水稻對照(兩側(cè))第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一轉(zhuǎn)基因超級稻（含玉米基因）第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一飲食安全？生態(tài)安全？第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一我國正在申請商業(yè)化種植及在研的8個轉(zhuǎn)基因水稻品系共涉及至少28項國外專利技術(shù)。即我國的轉(zhuǎn)基因水稻品系沒有任何一種擁有獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。其中一些品系還受到國際性條約《材料轉(zhuǎn)移協(xié)議》的制約。其中任何一種通過商業(yè)化種植，將意味著我國13億人的主糧控制權(quán)被完全拱手交給拜耳和孟山都等國外生物公司。我們將不得不為每一粒米飯付出專利費，中國的過億稻農(nóng)也將不得不為每一粒種子付出專利費。生存與糧食安全？國家安全？第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一基因工程的概念：基因工程是指按照人們的意愿，進行嚴格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的生物新類型和新產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一一、基礎(chǔ)研究的發(fā)展催生了基因工程的夢想（------基因工程的理論基礎(chǔ)）1.1944年艾弗里證明了DNA是遺傳物質(zhì)，DNA在不同生物之間是可以轉(zhuǎn)移的！----------DNA是大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，不同生物之間的DNA能夠重組。2.1953年沃森，克里克建立了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，1958年梅塞爾松和斯塔爾證明了DNA的半保留復(fù)制，隨后中心法則的確立------DNA具有共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，遺傳信息具有共同的傳遞表達規(guī)律。3.1963年，尼倫伯格和馬太破譯了遺傳密碼，1966年霍拉納實驗證實了遺傳密碼的存在。--------自然界的生物共用一套遺傳密碼。第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一二、技術(shù)的發(fā)明--------基因工程夢想的實現(xiàn)成為可能1.基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)：1967年，羅思和海林斯基發(fā)現(xiàn)細菌染色體DNA之外，具有自我復(fù)制能力，并能夠在細菌細胞之間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒--------運載工具第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一2.工具酶的發(fā)明，1970年阿爾伯、內(nèi)森斯、史密斯在細菌中發(fā)現(xiàn)了第一個限制性內(nèi)切酶后，20世紀70年代相繼發(fā)現(xiàn)了多種限制酶和連接酶以及逆轉(zhuǎn)錄酶，這些發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一DNA測序儀DNA合成儀3.DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)明自1965年，桑格發(fā)明氨基酸序列分析技術(shù)，1977年發(fā)明DNA氨基酸序列分析技術(shù)，為基因序列圖的繪制提供了可能。之后DNA合成儀的問世又為引物、探針和小分子DNA基因的獲得提供了方便。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一P·伯格，美國生物化學(xué)家、現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人。1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA連接酶把這兩種DNA分子連接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，首次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外連接，獲得了第一批重組DNA分子，這標志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎。

4.體外重組DNA的實現(xiàn)1972年伯格第一個實現(xiàn)體外重組DNA分子第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一5.重組DNA體外表達實驗的成功（轉(zhuǎn)基因細菌）------1973年，博耶和科恩用含單一EcoRⅠ酶切位點的載體質(zhì)粒pSC101，使之與非洲爪蟾核糖體蛋白基因（外源基因）的DNA片段重組，重組的DNA導(dǎo)入大腸桿菌（受體細胞）中，成功表達出mRNA（外源基因?qū)搿?fù)制、表達，實現(xiàn)物種間基因交流），基因工程正式問世?？贫骱筒┮?9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一6.1980年顯微注射法獲得第一個轉(zhuǎn)基因小鼠（動物）1983年農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法第一例轉(zhuǎn)基因煙草（植物）基因工程迅速發(fā)展。第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一7.1988年穆里斯發(fā)明PCR儀，快速擴增所需基因完科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系？第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一科恩和博耶1973年，美國斯坦福大學(xué)教授S·科恩和加利福尼亞大學(xué)舊金山分校教授H·W·博耶將兩個不同的質(zhì)粒（一個是抗四環(huán)素質(zhì)粒，另一個是抗鏈霉素質(zhì)粒）拼接在一起，組成嵌合質(zhì)粒，并將其導(dǎo)入大腸桿菌，當(dāng)該重組質(zhì)粒進入大腸桿菌體內(nèi)后，這些大腸桿菌能抵抗兩種藥物，而且這種大腸桿菌的后代都具有雙重抗藥性。這表明“雜合質(zhì)粒”在大腸桿菌的細胞分裂時也能自我復(fù)制。科恩隨后以