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基因工程原理及实验技术 Principles And Experimental Technics in Gene Engineering 教材和参考书 第一章 基因工程的概论 第一节 基因工程的概念 狭义基因工程 狭义的基因工程(gene engineering): 从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另—种生物体(受体)内．使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受休、载体称为基因工程的三大要素。 狭义基因工程 狭义的基因工程:就是重组DNA技术（recombinant DNA techniques） 1）重组DNA技术 （recombinant DNA techniques) 2）分子克隆（molecular cloning) 3）基因克隆（gene cloning) 4）遗传操作(genetic manipulation） 5）遗传工程 (genetic engineering) 6）基因工程 (gene engineering) 广义基因工程 广义的基因工程： 是指DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是外源基因重组、克隆、表达的设计与构建(即狭义的基因工程)；下游技术则涉及含有重组外源基因的生物细胞(基因工程菌或细胞)的大规模培养以及外源基因的表达、产物的分离、纯化过程。因此，广义的基因工程概念更倾向于工程学的范畴。 广义的基因工程是一个高度统一的整体。上游DNA重组的设计必须以简化下游操作工艺和装备为指导思想。而下游过程则是上游基因重组蓝图的体现与保证。这是基因工程产业化的基本原则。 二、基因工程的基本过程 三．基因工程的基本原理 (2)筛选、修饰和重组启动子、增强子、操作子、终止子等基因的转录调控元件，并将这些元件与外源基因精细拼接．通过强化外源基因的转录提高其表达水平。 (3)选择、修饰和重组核糖体结合位点及密码子等mRNA的翻译调控元件。强化受体细胞中蛋白质的生物合成过程。  上述(2)和(3)两点均涉及到基因表达调控的分子生物学原理。 . 四、生物工程等概念 生物工程：直接或间接利用生物体的机能生产物质的技术。包括发酵技术、基因重组、细胞融合、细胞大量培养、生物反应器等技术。 生物技术：是在细胞水平上，特别是在分子水平上对生物体遗传性实现巨大的接近定向改造的一套内容繁多和复杂的技术。包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等。 第二节 基因工程的发展历史 基因工程的发展历史概括为三个阶段 基因工程的诞生 基因工程的成熟 基因工程的腾飞 一、基因工程的诞生 基因工程是一项新兴的工程技术，它的诞生需要理论和技术上的支持 理论上的三大发现 技术上的三大发明 1. 理论上的三大发现 证明了生物的遗传物质是DNA（基因工程的先导） DNA的双螺旋结构和半保留复制机理 遗传信息的传递方式（中心法则） 1) 遗传物质是DNA 2).DNA的双螺旋结构和半保留复制机理 DNA双螺旋结构的发现Watson（ 沃森）and Crick（克里克）（1953） 美国遗传学家Watson (J.Watson)和英国生物学家克里克(F. Crick) 1953年4月25日DNA的双螺旋结构假说（不到1000字的短文）《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》在（自然）杂志上发表。1个月后在（自然）杂志上又发表了遗传物质的复制机理。1962年与M. H. F. Wilkins 共获诺贝尔生理学奖。 DNA半保留复制机理的证明－Meselson-Stahl实验(1958) DNA复制模式的破解M.Meselson(Matthew Meselson,西尔逊)and F. W. Stahl(Franklin Stahl,斯塔尔) (1958) 1958年来西尔逊（Meselson）和斯塔尔（Stahl）首次在分子水平上成功地证明了DNA的半保守复制（semiconservative replication） 利用氮标记技术在大肠杆菌中首次证实了DNA的半保留复制 ( 15N ) DNA半