科技探索之路　基础理论和技术的发展催生了基因工程(精品).ppt

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1、定向基因改造设想定向基因改造设想 设想设想设想设想一一一一能否让禾本科的植物也能够固定空气中能否让禾本科的植物也能够固定空气中能否让禾本科的植物也能够固定空气中能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？的氮？的氮？的氮？能否让细菌能否让细菌能否让细菌能否让细菌“吐出吐出吐出吐出”蚕丝蚕丝蚕丝蚕丝？设想设想设想设想二二二二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？素等珍贵的药物？素等珍贵的药物？素等珍贵的药物？设想设想设想设想三三三三 经过多年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于经过多

2、年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2020世纪世纪世纪世纪7070年代创立年代创立年代创立年代创立了可以定向改造生物的新技术了可以定向改造生物的新技术了可以定向改造生物的新技术了可以定向改造生物的新技术基因工程。基因工程。有抗虫基因的植有抗虫基因的植株结出的玉米株结出的玉米什么叫基因工程？什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技术或基因工程又叫基因拼接技术或DNA重重组技术。是指在体外，通过人工组技术。是指在体外，通过人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方法，对生物的基因进行改等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内并使造和重新组合，然后导入受体细胞内并使重组基因在受体细

3、胞中表达重组基因在受体细胞中表达,产生人类需产生人类需要的基因产物的技术。要的基因产物的技术。基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果特点特点本质本质基因拼接技术或基因拼接技术或基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术重组技术重组技术生物体外生物体外生物体外生物体外基因基因基因基因DNADNA分子水平分子水平分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切剪切剪切 拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入 表达表达表达表达打破种的界限，定向改造生物打破

4、种的界限，定向改造生物打破种的界限，定向改造生物打破种的界限，定向改造生物基因重组基因重组基因重组基因重组相关概念的把握相关概念的把握基因工程的理论基础基因工程的理论基础20世纪中叶，基础理论取得了重大突破世纪中叶，基础理论取得了重大突破1.DNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立双螺旋结构和中心法则的确立3.遗传密码的破译遗传密码的破译基因工程的先导基因工程的先导 19491949年，艾弗里等人不同类型的肺炎双球菌转年，艾弗里等人不同类型的肺炎双球菌转年，艾弗里等人不同类型的肺炎双球菌转年，艾弗里等人不同类型的肺炎双球菌转化实验，不仅证明了化实验，不仅证明了

5、化实验，不仅证明了化实验，不仅证明了DNADNA是遗传物质，还证明了是遗传物质，还证明了是遗传物质，还证明了是遗传物质，还证明了DNADNA可以从一种生命个体转移到另一种生命个体。可以从一种生命个体转移到另一种生命个体。可以从一种生命个体转移到另一种生命个体。可以从一种生命个体转移到另一种生命个体。艾弗里艾弗里19531953年，奥森和克里克建立了年，奥森和克里克建立了年，奥森和克里克建立了年，奥森和克里克建立了DNADNA双螺旋结构模型。双螺旋结构模型。双螺旋结构模型。双螺旋结构模型。19581958年，梅塞尔松和斯塔尔证明年，梅塞尔松和斯塔尔证明年，梅塞尔松和斯塔尔证明年，梅塞尔松和斯塔尔

6、证明DNADNA的半保留复制。的半保留复制。的半保留复制。的半保留复制。随后不久，确立中心法则，阐明了遗传信息流动方向。随后不久，确立中心法则，阐明了遗传信息流动方向。随后不久，确立中心法则，阐明了遗传信息流动方向。随后不久，确立中心法则，阐明了遗传信息流动方向。DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型19631963年，尼伦伯格和年，尼伦伯格和年，尼伦伯格和年，尼伦伯格和马太破一编码氨基酸马太破一编码氨基酸马太破一编码氨基酸马太破一编码氨基酸的遗传密码。的遗传密码。的遗传密码。的遗传密码。19661966年，霍拉纳用实验年，霍拉纳用实验年，霍拉纳用实验年，霍拉纳用实验证明了尼伦伯格提出的证明了尼伦

7、伯格提出的证明了尼伦伯格提出的证明了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。遗传密码的存在。遗传密码的存在。遗传密码的存在。不仅认识到自然界从微生不仅认识到自然界从微生不仅认识到自然界从微生不仅认识到自然界从微生物到人类共用一套遗传密物到人类共用一套遗传密物到人类共用一套遗传密物到人类共用一套遗传密码，还为基因的分离和合码，还为基因的分离和合码，还为基因的分离和合码，还为基因的分离和合成提供了理论基础。成提供了理论基础。成提供了理论基础。成提供了理论基础。技术发明使基因工程的实施成为可能技术发明使基因工程的实施成为可能基因转移载体的发现基因转移载体的发现工具酶的发现工具酶的发现DNA成和测序技术的发明成

8、和测序技术的发明DNA体外重组的实现体外重组的实现重组重组DNA表达实验的成功表达实验的成功第一例转基因动物问世第一例转基因动物问世PCR技术的发明技术的发明1967年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之之外的质粒可以作为基因转移的运载工具。外的质粒可以作为基因转移的运载工具。19701970年，阿尔伯、内森斯、年，阿尔伯、内森斯、年，阿尔伯、内森斯、年，阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌中发现了第史密斯在细菌中发现了第史密斯在细菌中发现了第史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶。一个限制性内切酶。一个限制性内切酶。一个限制性内切酶。2020世纪世纪世纪世纪7070年代

9、初，相继发年代初，相继发年代初，相继发年代初，相继发现多种限制性内切酶、连现多种限制性内切酶、连现多种限制性内切酶、连现多种限制性内切酶、连接酶和逆转录酶。接酶和逆转录酶。接酶和逆转录酶。接酶和逆转录酶。19651965年，桑格发明氨年，桑格发明氨年，桑格发明氨年，桑格发明氨基酸序列分析技术基酸序列分析技术基酸序列分析技术基酸序列分析技术19771977年，科学家发明年，科学家发明年，科学家发明年，科学家发明DNADNA序列分析方法。序列分析方法。序列分析方法。序列分析方法。DNADNA合成仪问世，为合成仪问世，为合成仪问世，为合成仪问世，为引物、探针和基因获引物、探针和基因获引物、探针和基因

10、获引物、探针和基因获取提供方便。取提供方便。取提供方便。取提供方便。1972年，伯格首先在体外进行了年，伯格首先在体外进行了DNA改造的研改造的研究，成功的构建了第一个体外重组究，成功的构建了第一个体外重组DNA分子。分子。这个实验证明了质粒不仅可这个实验证明了质粒不仅可这个实验证明了质粒不仅可这个实验证明了质粒不仅可以作为基因工程的载体，重以作为基因工程的载体，重以作为基因工程的载体，重以作为基因工程的载体，重组组组组DNADNA还可以进入受体细胞，还可以进入受体细胞，还可以进入受体细胞，还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中外源基因可以在原核细胞中外源基因可以在原核细胞中外源基因可以

11、在原核细胞中成功表达，并实现物种之间成功表达，并实现物种之间成功表达，并实现物种之间成功表达，并实现物种之间的基因交流。的基因交流。的基因交流。的基因交流。基因工程正式问世基因工程正式问世19731973年，博耶和科恩将重组年，博耶和科恩将重组年，博耶和科恩将重组年，博耶和科恩将重组DNADNA导入大肠杆导入大肠杆导入大肠杆导入大肠杆菌的菌的菌的菌的DNADNA中，转录出相应的中，转录出相应的中，转录出相应的中，转录出相应的mRNA.mRNA.1980年，科学家首次通过显微注射培育出年，科学家首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因小鼠。世界上第一个转基因小鼠。19831983年，科学家用农杆

12、菌转化法，培育出世界年，科学家用农杆菌转化法，培育出世界年，科学家用农杆菌转化法，培育出世界年，科学家用农杆菌转化法，培育出世界上第一例转基因烟草。上第一例转基因烟草。上第一例转基因烟草。上第一例转基因烟草。1988年，由穆里斯发明的年，由穆里斯发明的PCR技术，使基技术，使基因工程技术得到了进一步发展和完善。因工程技术得到了进一步发展和完善。科学、技术、社会的关系科学、技术、社会的关系 科学提供对自然界的说明，技术科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的进展。关系，推动着文明的进展。