生命篇 二 现代生物技术.ppt

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第三章 现代生物技术 一、生物技术的兴起 二、基因工程及其应用 三、细胞工程 四、克隆羊技术 五、生物芯片技术 六、人类基因组计划 七、生物技术面临的严肃课题 一、生物技术的兴起 生命科学成为当今世界自然科学的热点和重点,主要由于两方面的原因: (1)二十世纪后叶,分子生物学领域一系列突破性成就,使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化; (2)建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。 在生物体上“施工” 基因工程如何“施工”? 不同种类生物的生物特性不同,其基因工程在操作上和具体技术上必然有所差异。 但技术核心都是DNA的重组技术,又称为分子克隆或基因克隆(gene cloning),即利用一系列的DNA限制性内切酶、连接酶等分子手术工具,在某种生物DNA链上切下某个目标基因或特殊的DNA片段,然后根据设计要求,将其接合到受体生物的DNA链上。 重组DNA操作通常包括的步骤 第一步:获得需要的目的基因(外源基因) 第二步:在限制性内切酶和连接酶作用下与克隆载体相连接,形成新的重组DNA分子。 第三步:用重组DNA分子转化受体细胞,使之进入受体细胞并能够在受体细胞中复制和遗传。 第四步:对转化子(获得外源基因的受体细胞)进行筛选和鉴定。 第五步:对获得外源基因的细胞或生物体通过发酵、细胞培养、养殖或栽培等,最终获得所需要的遗传性状或表达出所需要的产物。 基因工程为我们带来了什么? 由于这种分子水平的操作不受物种生存隔离的限制,能按人类的需要对有利经济的性状的基因进行组合,因此具有潜在的巨大生产力和经济价值。自1973年人类在实验室的试管里成功地进行了第一例细菌不同DNA的重组以来,基因工程便一直受到人们的高度关注,技术在不断的完善,也日益显示出了其不同寻常的应用价值。 转基因生物的应用 转基因动物 转基因植物 转基因微生物 夸克博士的蔬菜水果店(1)   转基因农作物 利用动物细胞工程生产一些药品,如红细胞生成素、抗血友病因子、组织纤溶酶原激活物(tPA)等等 几点说明—— 任何一个高等动物的细胞或个体都有两套独立的遗传系统:一套是我们所熟知的由细胞核里的全部基因所组成的遗传系统,这是主要的遗传系统,负责生物体结构和细胞绝大部分的生命活动;另一套是由细胞质里的线粒体和叶绿体的DNA所组成的细胞质遗传系统,植物的细胞质遗传系统有线粒体和叶绿体两种,动物的细胞质遗传系统只有线粒体一种。 细胞质遗传系统与细胞核遗传系统有着密切的关系,但线粒体和叶绿体DNA上的基因是细胞核的染色体上所没有的,因此,细胞质遗传系统的功能不能由细胞核遗传系统来代行。 由于动物的精子不为后代提供细胞质,所以高等动物的线粒体是通过母系的细胞质来遗传的,即其后代的所有线粒体都来自于母亲,与父亲无关。 多利的细胞核来自芬兰母羊,但线粒体DNA分析确认了多利的线粒体来自苏格兰黑面母羊,由于线粒体在细胞生命活动中具有极其重要的功能,与许多生理活动密切相关,因此多利在生理上与其母体也会有明显的差异。 多利的诞生显示了用生物技术复制与母体完全一样的个体的可能性:如果接受体细胞的去核卵与体细胞是来自于同一个个体,则所得的复制体的细胞质与细胞核里的基因都与母体是完全一样的,这样的克隆才是母体真实的复制品。 女性有可能用自身的体细胞和自身的去核卵细胞克隆出与自己的遗传组成、生理特征完全一样的个体;而克隆技术不可能用男性的体细胞复制出与原来个体在遗传上完全相同的克隆。 (2)即使是女性,也不可能复制出 与自身心理完全一样的个体 心理的形成不仅与个人的遗传相关,而且与个人的社会经历和社会环境密切相关。(因此,对于人这种以心智和社会性为其本质特征的生物,用克隆技术复制不会有任何进步的意义。) (3)通过体细胞克隆所得到的生物体与通过正常两性生殖产生的生物体在生存能力上可能会存在差别 动物的体细胞的最多分裂次数是有限制的,而且每一次分裂都会在其染色体上留下年龄的标记,这种母体的真实复制品的生理年龄也可能与它的实际出生年龄会不一致,即克隆动物个体可能会出现早衰现象。对多利所进行的生理监测似乎也表明正是如此。 克隆羊的意义—— 理论意义:证明已分化的高等动物的体细胞仍然具有潜在的遗传表达全能性,也证明了用现代生物技术复制或克隆高等动物甚至人类的可能性。 12生肖已经克隆了一半.doc 何祚庥 是否应该克隆人? 生物芯片之所以成为全世界科学家孜孜以求的目标的原因—— ▲一个指甲大的地方就能建个实验室,诊断肝炎,医生可以一次同时测出多种病原微生物,在极短的时间内知道病人被哪种微生物感染,迅速医治;想知道胎儿是否患有遗传病,只要取少量羊水或几滴父母血液,同时鉴别的遗传病达数十种甚至数

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