基因工程的发展与应用课件

第三章基因工程的开展与应用12/28/20221第三章基因工程的开展与应用12/28/20221三大理论发现20世纪四十年代，证明了DNA是生物的遗 传物质，是遗传信息的携带者。20世纪五十年代，提出了DNA的双螺旋结构模型学说。20世纪六十年代，确定了遗传信息的传递 方式，即遗传学的中心法则。破译了 64个遗传密码。12/28/20222三大理论发现12/28/2022212/28/2022312/28/20223三大技术发现1970年，发现DNA限制性内切酶：为DNA体外重组提供剪刀1970年，发现逆转录酶，为制备真 核基因奠定了基础载体技术1973年质粒作为基因工程的载体12/28/20224三大技术发现12/28/20224StanleyN.CohenHerbertW.Boyer1973年，StanleyN.Cohen与HerbertW.Boyer合作，把非洲爪蟾的编码核糖体基因的DNA片断，同pSC101质粒重组，并导入大肠杆菌细胞。转化子细胞分析结果表明动物的基因的确进入到大肠杆菌细胞，并转录出相应的mRNA产物。12/28/20225StanleyN.CohenHerbertW.Boy基因工程的开展与应用基因工程药物基因工程疫苗基因诊断基因治疗基因工程新技术的开发与应用12/28/20226基因工程的开展与应用基因工程药物12/28/2022612/28/2022712/28/2022712/28/2022812/28/202281990年，美国首次施行人体基因治疗获得成功。1991年，美国倡导人类基因组方案。12/28/202291990年，美国首次施行人体基因治疗获得成功。12/28/2人类基因组方案人类基因组包括分布于46条染色体的30亿余核苷酸对。人类基因组可能含30,000-35,000个基因。12/28/202210人类基因组方案人类基因组包括分布于46条染色体的30亿余核苷人类基因组计划最终目的是测定基因组的全部序列，弄清整个基因组的结构、功能及其表达产物，彻底了解人类生命活动本质。12/28/202211人类基因组计划最终目的是测定基因组的全部序列，弄清整个基因组人类基因组方案的开展1999年12月1日，人类第22号染色体DNA全序列测定完成。2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。12/28/202212人类基因组方案的开展1999年12月1日，人类第22号染色体6国科学家组成的人类基因组中心主要研究比例美国：WASH＆MIT等7家研究中心，奉献率为54％。英国：SANGER一家研究中心，奉献率为33％。日本：RIKEN等两家研究中心，奉献率为7％。法国：GENOSCOPE研究中心，奉献率为2.8％。德国：IMB等3家研究中心，奉献率为2.2％。中国：北京华大研究中心、国家南、北方基因研究中心等三家，奉献率为1％。12/28/2022136国科学家组成的人类基因组中心主要研究比例美国：WASH＆M二000年六月二十六日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成12/28/202214二000年六月二十六日克林顿宣布12/28/202214

这是人类基因组计划首席科学家美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯在介绍情况。12/28/202215这是人类基因组计划首席科学家12/28/202215人类基因组草图根本信息由31.65亿bp组成含3～3.5万个基因基因在染色体上不是均匀分布的，有些区域有很多的基因，有些区域〔约1/4〕那么象“荒漠〞。不同种族有99.99%的一样基因，并不比同一种族不同个体之间的差异大。12/28/202216人类基因组草图根本信息由31.65亿bp组成12/28/20

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AstretchofgenomefromtheXchromo-someofHomosapienhttp:///entrez/viewer.fcgi?val=2276452&db=Nucleotide&dopt=GenBankThecompletegenomehas2,000,000suchPages基因組非常巨大12/28/2022171tgctgagaaaacatcaag12/28/20221812/28/202218中国人类基因组方案1993年，中国人类基因组方案〔CHGP〕启动，首先开展了“中华民族基因组中假设干位点基因构造的研究〞。1997年，我国启动了“重大疾病相关基因的定位、克隆、构造与功能研究〞工程。之后，在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。12/28/202219中国人类基因组方案1993年，中国人类基因组方案〔CHGP〕中国人类基因组方案研究成果1%测序任务，第三条染色体3000万bp2.准确度99.99%3.发现142个基因，其中80个为预测基因12/28/202220中国人类基因组方案研究成果1%测序任务，12/28/2022人类基因组方案1%测序中国实验室12/28/202221人类基因组方案1%测序中国实验室12/28/202221水稻基因组破译大事记我国科学家成功绘制出水稻基因组图谱，得到相关科学家的高度评价，被誉为“里程碑〞和“世界级〞的成就。1999年10月起，科学家开场酝酿杂交水稻基因组方案。2000年5月11日，中科院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心、国家杂交水稻工程技术研究中心和中科院遗传所３家单位联合宣布实施“中国超级杂交水稻基因组方案〞。

12/28/202222水稻基因组破译大事记我国科学家成功绘制出水稻基因组图2000年5月16日，顶级杂志?科学?详细报道了这一方案2001年7月，SUN10000大型计算机到位，杂交水稻父本全方面采用“鸟枪法〞测序。2001年9月20日，“工作框架图〞根本完成。2001年10月12日，中科院、国家计委、科技部联合宣布完成了水稻基因组的“工作框架图〞12/28/2022232000年5月16日，顶级杂志?科学?详细报道了这一方案12

2002年4月4日，中国科学院和美国?科学?杂志在京联合举行通报会宣布，中国科学家成功绘制出水稻基因组图谱。４月５日在美国出版的?科学?杂志以封面文章的形式发表了中国科学家有关水稻基因组的论文，获得国际同行的高度评价，引起全世界的关注。12/28/20222412/28/20222412/28/20222512/28/20222512/28/20222612/28/20222612/28/20222712/28/202227后基因组时代序幕拉开

人类基因组测序完成后，更加繁重艰巨的工作还在前面。蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块”角色，其中可能隐藏着开发疾病诊断新方法和新药物的“钥匙”。12/28/202228后基因组时代序幕拉开人类基因组测序完成后，更加繁重

基因数是3万、4万还是10万人类遗传基因数量比原先估计的少很多。目前研究表明，人类基因组中约有3万至4万个蛋白编码基因，仅仅是果蝇基因数目的两倍，人有而鼠没有的基因只有300个。现在两大科研小组的数据是从DNA水平上得出的；而“人类有10万个基因”则是从RNA水平上得出的结论。12/28/202229基因数是3万、4万还是10万基因工程如日中天仅举几例利用基因工程构建新的微生物，分解纤维素，生产葡萄糖；利用基因工程构建新的微生物，处理三废；新型植物固氮菌的构建；将固氮基因转移到非豆科植物中；12/28/202230基因工程如日中天仅举几例12/28/202230环境污染治理：

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。如吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。

12/28/202231环境污染治理：

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多科学家研究出可预防心脏病的

转基因大豆新华网伦敦2021年11月3日电：据英国?泰晤士报?网站3日报道，美国科学家研究出一种能预防心脏病的转基因大豆，这是第一种能对人体安康产生直接作用的转基因食品。如果接下来的试验获得成功，这种大豆有望于四年内投入市场。12/28/202232科学家研究出可预防心脏病的

转基因大豆新华网伦敦2021年据报道，美国南达科他大学进展的试验说明，从这种转基因大豆中提炼出的豆油可以增加长链欧米加3脂肪酸在人类血液中的浓度。这种酸主要存在于三文鱼、鳟鱼和新鲜金枪鱼等富含油的鱼类体内。欧米加3脂肪酸可以预防心血管疾病和糖尿病，而且有助于青少年脑细胞发育。12/28/202233据报道，美国南达科他大学进展的试验说明，从

淡绿、橘黄、浅红、金黄……用这些天然彩色蚕茧丝无需染色而织成色彩斑斓的绸缎，兼具华美外观和环保内质。通过基因重组法选育高产彩色茧蚕品种。12/28/202234淡绿、橘黄、浅红、金黄……用这些天然彩色蚕茧丝无需第三章基因工程的开展与应用12/28/202235第三章基因工程的开展与应用12/28/20221三大理论发现20世纪四十年代，证明了DNA是生物的遗 传物质，是遗传信息的携带者。20世纪五十年代，提出了DNA的双螺旋结构模型学说。20世纪六十年代，确定了遗传信息的传递 方式，即遗传学的中心法则。破译了 64个遗传密码。12/28/202236三大理论发现12/28/2022212/28/20223712/28/20223三大技术发现1970年，发现DNA限制性内切酶：为DNA体外重组提供剪刀1970年，发现逆转录酶，为制备真 核基因奠定了基础载体技术1973年质粒作为基因工程的载体12/28/202238三大技术发现12/28/20224StanleyN.CohenHerbertW.Boyer1973年，StanleyN.Cohen与HerbertW.Boyer合作，把非洲爪蟾的编码核糖体基因的DNA片断，同pSC101质粒重组，并导入大肠杆菌细胞。转化子细胞分析结果表明动物的基因的确进入到大肠杆菌细胞，并转录出相应的mRNA产物。12/28/202239StanleyN.CohenHerbertW.Boy基因工程的开展与应用基因工程药物基因工程疫苗基因诊断基因治疗基因工程新技术的开发与应用12/28/202240基因工程的开展与应用基因工程药物12/28/2022612/28/20224112/28/2022712/28/20224212/28/202281990年，美国首次施行人体基因治疗获得成功。1991年，美国倡导人类基因组方案。12/28/2022431990年，美国首次施行人体基因治疗获得成功。12/28/2人类基因组方案人类基因组包括分布于46条染色体的30亿余核苷酸对。人类基因组可能含30,000-35,000个基因。12/28/202244人类基因组方案人类基因组包括分布于46条染色体的30亿余核苷人类基因组计划最终目的是测定基因组的全部序列，弄清整个基因组的结构、功能及其表达产物，彻底了解人类生命活动本质。12/28/202245人类基因组计划最终目的是测定基因组的全部序列，弄清整个基因组人类基因组方案的开展1999年12月1日，人类第22号染色体DNA全序列测定完成。2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。12/28/202246人类基因组方案的开展1999年12月1日，人类第22号染色体6国科学家组成的人类基因组中心主要研究比例美国：WASH＆MIT等7家研究中心，奉献率为54％。英国：SANGER一家研究中心，奉献率为33％。日本：RIKEN等两家研究中心，奉献率为7％。法国：GENOSCOPE研究中心，奉献率为2.8％。德国：IMB等3家研究中心，奉献率为2.2％。中国：北京华大研究中心、国家南、北方基因研究中心等三家，奉献率为1％。12/28/2022476国科学家组成的人类基因组中心主要研究比例美国：WASH＆M二000年六月二十六日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成12/28/202248二000年六月二十六日克林顿宣布12/28/202214

这是人类基因组计划首席科学家美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯在介绍情况。12/28/202249这是人类基因组计划首席科学家12/28/202215人类基因组草图根本信息由31.65亿bp组成含3～3.5万个基因基因在染色体上不是均匀分布的，有些区域有很多的基因，有些区域〔约1/4〕那么象“荒漠〞。不同种族有99.99%的一样基因，并不比同一种族不同个体之间的差异大。12/28/202250人类基因组草图根本信息由31.65亿bp组成12/28/20

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12/28/202256水稻基因组破译大事记我国科学家成功绘制出水稻基因组图2000年5月16日，顶级杂志?科学?详细报道了这一方案2001年7月，SUN10000大型计算机到位，杂交水稻父本全方面采用“鸟枪法〞测序。2001年9月20日，“工作框架图〞根本完成。2001年10月12日，中科院、国家计委、科技部联合宣布完成了水稻基因组的“工作框架图〞12/28/2022572000年5月16日，顶级杂志?科学?详细报道了这一方案12

2002年4月4日，中国科学院和美国?科学?杂志在京联合举行通报会宣布，中国科学家成功绘制出水稻基因组图谱。４月５日在美国出版的?科学?杂