基因工程专题PPT讲稿.ppt

基因工程专题第1页，共25页，编辑于2022年，星期六2000年年超级杂交稻超级杂交稻第一个阶段达到亩产第一个阶段达到亩产700公斤。第二个公斤。第二个阶段亩产阶段亩产800公斤，在公斤，在2004年实现了。我们现在向第三期年实现了。我们现在向第三期亩产亩产900公斤攻关，计划公斤攻关，计划2015年实现，争取提前两到三年。年实现，争取提前两到三年。第2页，共25页，编辑于2022年，星期六转基因转基因抗虫稻（螟虫）抗虫稻（螟虫）第3页，共25页，编辑于2022年，星期六用除草剂用除草剂Barstar处理的处理的抗除草剂转基因水稻抗除草剂转基因水稻(中中)和和非转基因水稻对照非转基因水稻对照(两侧两侧)第4页，共25页，编辑于2022年，星期六转基因超级稻（转基因超级稻（含玉米基因含玉米基因）第5页，共25页，编辑于2022年，星期六饮食安全？饮食安全？生态安全？生态安全？第6页，共25页，编辑于2022年，星期六我国正在申请商业化种植及在研的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个转基因水稻品系共涉及至少至少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。费。生存与生存与粮食安粮食安全？全？国家安国家安全？全？第7页，共25页，编辑于2022年，星期六基因工程的概念基因工程的概念：基因工程是指按照：基因工程是指按照人们的意愿人们的意愿，进行，进行严严格的设计格的设计，通过，通过体外体外DNA重组重组和和转基因等技术转基因等技术，赋予生物，赋予生物以以新的遗传特性新的遗传特性，创造创造出更符合人们需要的出更符合人们需要的生物新类型和生物新类型和新产品新产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做的，因此又叫做DNA重组技术重组技术。第8页，共25页，编辑于2022年，星期六第9页，共25页，编辑于2022年，星期六第10页，共25页，编辑于2022年，星期六第11页，共25页，编辑于2022年，星期六第12页，共25页，编辑于2022年，星期六第13页，共25页，编辑于2022年，星期六一、基础研究的发展催生了基因工程的梦想一、基础研究的发展催生了基因工程的梦想（-基因工程的基因工程的理论基础理论基础）1.1944年艾弗里证明了年艾弗里证明了DNA是遗传物质，是遗传物质，DNA在不同生在不同生物之间是可以转移的！物之间是可以转移的！-DNA是大多数生物的是大多数生物的遗传物质遗传物质，不同生物之间的不同生物之间的DNA能够重组能够重组。2.1953年沃森，克里克建立了年沃森，克里克建立了DNA的双螺旋结构模型，的双螺旋结构模型，1958年梅塞尔松和斯塔尔证明了年梅塞尔松和斯塔尔证明了DNA的半保留复制，随的半保留复制，随后中心法则的确立后中心法则的确立-DNA具有共同的结构基础，遗传具有共同的结构基础，遗传信息具有共同的传递表达规律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，年，尼伦伯格和马太破译了遗传密码，1966年霍拉年霍拉纳实验证实了遗传密码的存在。纳实验证实了遗传密码的存在。-自然界的生物共自然界的生物共用一套遗传密码。用一套遗传密码。第14页，共25页，编辑于2022年，星期六二、技术的发明二、技术的发明-基因工程梦想的实现成为可能基因工程梦想的实现成为可能1.基因转移载体的发现：基因转移载体的发现：1967年，罗思和海林斯基发现年，罗思和海林斯基发现细细菌染色体菌染色体DNA之外之外，具有，具有自我复制能力自我复制能力，并能够在，并能够在细菌细胞细菌细胞之间转移的质粒之间转移的质粒-运载工具运载工具第15页，共25页，编辑于2022年，星期六2.工具酶的发明，工具酶的发明，1970年阿尔伯、年阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌内森斯、史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶后，中发现了第一个限制性内切酶后，20世纪世纪70年代相继发现年代相继发现了多种了多种限制酶和连接酶以及逆转录酶限制酶和连接酶以及逆转录酶，这些发现为，这些发现为DNA的的切割、连接以及功能基因切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。的获得创造了条件。第16页，共25页，编辑于2022年，星期六DNA测序仪测序仪DNA合成仪合成仪3.DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明 自自1965年，桑格发明氨基年，桑格发明氨基酸序列分析技术，酸序列分析技术，1977年发明年发明DNA氨基酸序列分析技术，氨基酸序列分析技术，为为基因序列图的绘制基因序列图的绘制提供了可能。之后提供了可能。之后DNA 合成仪的合成仪的问世又为问世又为引物、探针和小分子引物、探针和小分子DNA基因基因的获得提供了方的获得提供了方便。便。第17页，共25页，编辑于2022年，星期六P伯格伯格，美国生物化学家、现美国生物化学家、现代基因工程的创始人。代基因工程的创始人。1972年，年，伯格把两种病毒的伯格把两种病毒的DNA用用同一种同一种限制性内切酶限制性内切酶切割后，再用切割后，再用DNA连接酶连接酶把这两种把这两种DNA分子连接起分子连接起来，于是产生了一种新的来，于是产生了一种新的重组重组DNA分子分子，首次实现，首次实现两种不同生两种不同生物的物的DNA体外连接，体外连接，获得了第一获得了第一批重组批重组DNA分子，分子，这标志着基因这标志着基因工程技术的诞生。工程技术的诞生。伯格因此获得伯格因此获得了了1980年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。4.体外重组体外重组DNA的实现的实现 1972年伯格第一个实现体外重组年伯格第一个实现体外重组DNA分子分子第18页，共25页，编辑于2022年，星期六5.重组重组DNA体外表达实验的体外表达实验的成功（转基因细菌）成功（转基因细菌）-1973年，博耶和科恩用含年，博耶和科恩用含单一单一EcoR酶切位点的酶切位点的载载体质粒体质粒pSC101，使之与非，使之与非洲爪蟾核糖体蛋白基因（洲爪蟾核糖体蛋白基因（外外源基因源基因）的）的DNA片段重组，片段重组，重组的重组的DNA导入导入大肠杆菌大肠杆菌（受体细胞）（受体细胞）中，成功中，成功表达表达出出mRNA（外源基因导入、（外源基因导入、复制、表达，实现物种间基复制、表达，实现物种间基因交流），因交流），基因工程正式问基因工程正式问世。世。科恩和博耶科恩和博耶第19页，共25页，编辑于2022年，星期六6.1980年年 显微注射法获得第一个转基因小鼠（动物）显微注射法获得第一个转基因小鼠（动物）1983年年农杆菌转化法第一例转基因烟草（植物）农杆菌转化法第一例转基因烟草（植物）基因工程迅速发展。基因工程迅速发展。第20页，共25页，编辑于2022年，星期六7.1988年年 穆里斯发明穆里斯发明PCR仪，快速扩增所需基因仪，快速扩增所需基因完完科学与技术的关系？科学与技术的关系？第21页，共25页，编辑于2022年，星期六第22页，共25页，编辑于2022年，星期六第23页，共25页，编辑于2022年，星期六第24页，共25页，编辑于2022年，星期六科恩和博科恩和博耶耶1973年，美国斯坦福大学教授年，美国斯坦福大学教授S 科科恩和加利福尼亚大学旧金山分校教恩和加利福尼亚大学旧金山分校教授授H W 博耶将两个不同的质粒（一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这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。这表明药性。这表明“杂合质粒杂合质粒”在大肠杆菌的细胞分裂时也能在大肠杆菌的细胞分裂时也能自我复制。科恩随后以自我复制。科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被标志着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗打破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，甚至创造新的生命类型。传特性，甚至创造新的生命类型。第25页，共25页，编辑于2022年，星期六