基因工程专题

基因工程专题第1页，共25页，2023年，2月20日，星期一2000年超级杂交稻第一个阶段达到亩产700公斤。第二个阶段亩产800公斤，在2004年实现了。我们现在向第三期亩产900公斤攻关，计划2015年实现，争取提前两到三年。第2页，共25页，2023年，2月20日，星期一转基因抗虫稻（螟虫）第3页，共25页，2023年，2月20日，星期一用除草剂Barstar处理的抗除草剂转基因水稻(中)和非转基因水稻对照(两侧)第4页，共25页，2023年，2月20日，星期一转基因超级稻（含玉米基因）第5页，共25页，2023年，2月20日，星期一饮食安全？生态安全？第6页，共25页，2023年，2月20日，星期一我国正在申请商业化种植及在研的8个转基因水稻品系共涉及至少28项国外专利技术。即我国的转基因水稻品系没有任何一种拥有独立的自主知识产权。其中一些品系还受到国际性条约《材料转移协议》的制约。其中任何一种通过商业化种植，将意味着我国13亿人的主粮控制权被完全拱手交给拜耳和孟山都等国外生物公司。我们将不得不为每一粒米饭付出专利费，中国的过亿稻农也将不得不为每一粒种子付出专利费。生存与粮食安全？国家安全？第7页，共25页，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们的意愿，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的生物新类型和新产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。第8页，共25页，2023年，2月20日，星期一第9页，共25页，2023年，2月20日，星期一第10页，共25页，2023年，2月20日，星期一第11页，共25页，2023年，2月20日，星期一第12页，共25页，2023年，2月20日，星期一第13页，共25页，2023年，2月20日，星期一一、基础研究的发展催生了基因工程的梦想（------基因工程的理论基础）1.1944年艾弗里证明了DNA是遗传物质，DNA在不同生物之间是可以转移的！----------DNA是大多数生物的遗传物质，不同生物之间的DNA能够重组。2.1953年沃森，克里克建立了DNA的双螺旋结构模型，1958年梅塞尔松和斯塔尔证明了DNA的半保留复制，随后中心法则的确立------DNA具有共同的结构基础，遗传信息具有共同的传递表达规律。3.1963年，尼伦伯格和马太破译了遗传密码，1966年霍拉纳实验证实了遗传密码的存在。--------自然界的生物共用一套遗传密码。第14页，共25页，2023年，2月20日，星期一二、技术的发明--------基因工程梦想的实现成为可能1.基因转移载体的发现：1967年，罗思和海林斯基发现细菌染色体DNA之外，具有自我复制能力，并能够在细菌细胞之间转移的质粒--------运载工具第15页，共25页，2023年，2月20日，星期一2.工具酶的发明，1970年阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶后，20世纪70年代相继发现了多种限制酶和连接酶以及逆转录酶，这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。第16页，共25页，2023年，2月20日，星期一DNA测序仪DNA合成仪3.DNA合成和测序技术的发明自1965年，桑格发明氨基酸序列分析技术，1977年发明DNA氨基酸序列分析技术，为基因序列图的绘制提供了可能。之后DNA合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。第17页，共25页，2023年，2月20日，星期一P·伯格，美国生物化学家、现代基因工程的创始人。1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。

4.体外重组DNA的实现1972年伯格第一个实现体外重组DNA分子第18页，共25页，2023年，2月20日，星期一5.重组DNA体外表达实验的成功（转基因细菌）------1973年，博耶和科恩用含单一EcoRⅠ酶切位点的载体质粒pSC101，使之与非洲爪蟾核糖体蛋白基因（外源基因）的DNA片段重组，重组的DNA导入大肠杆菌（受体细胞）中，成功表达出mRNA（外源基因导入、复制、表达，实现物种间基因交流），基因工程正式问世。科恩和博耶第19页，共25页，2023年，2月20日，星期一6.1980年显微注射法获得第一个转基因小鼠（动物）1983年农杆菌转化法第一例转基因烟草（植物）基因工程迅速发展。第20页，共25页，2023年，2月20日，星期一7.1988年穆里斯发明PCR仪，快速扩增所需基因完科学与技术的关系？第21页，共25页，2023年，2月20日，星期一第22页，共25页，2023年，2月20日，星期一第23页，共25页，2023年，2月20日，星期一第24页，共25页，2023年，2月20日，星期一科恩和博耶1973年，美国斯坦福大学教授S·科恩和加利福尼亚大学旧金山分校教授H·W·博耶将两个不同的质粒（一个是抗四环素质粒，另一个是抗链霉素质粒）拼接在一起，组成嵌合质粒，并将其导入大肠杆菌，当该重组质粒进入大肠杆菌体内后，这些大肠杆菌能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。这表明“杂合质粒”在大肠杆菌的细胞分裂时也能自我复制。科恩随后以