科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程.ppt

定向基因改造设想 * 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 有抗虫基因的植株结出的玉米 什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指在体外，通过人工 “剪切”和“拼接”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重组基因在受体细胞中表达, 产生人类需要的基因产物的技术。 基因工程的概念 本质 特点 结果 基本过程 操作水平 操作对象 操作环境 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 →导入 → 表达 打破种的界限，定向改造生物 基因重组 相关概念的把握 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 1. DNA是遗传物质的证明 2. DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3. 遗传密码的破译 基因工程的先导 1949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DNA是遗传物质，还证明了DNA可以从一种生命个体转移到另一种生命个体。 艾弗里 1953年，奥森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。 1958年，梅塞尔松和斯塔尔证明DNA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。 DNA双螺旋结构模型 1963年，尼伦伯格和马太破一编码氨基酸的遗传密码。 1966年，霍拉纳用实验证明了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。 不仅认识到自然界从微生物到人类共用一套遗传密码，还为基因的分离和合成提供了理论基础。 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 工具酶的发现 DNA成和测序技术的发明 DNA体外重组的实现 重组DNA表达实验的成功 第一例转基因动物问世 PCR技术的发明 1967年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒可以作为基因转移的运载工具。 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。 20世纪70年代初，相继发现多种限制性内切酶、连接酶和逆转录酶。 1965年，桑格发明氨基酸序列分析技术 1977年，科学家发明DNA序列分析方法。 DNA合成仪问世，为引物、探针和基因获取提供方便。 1972年，伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功的构建了第一个体外重组DNA分子。 这个实验证明了质粒不仅可以作为基因工程的载体，重组DNA还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，并实现物种之间的基因交流。 基因工程正式问世 1973年，博耶和科恩将重组DNA导入大肠杆菌的DNA中，转录出相应的mRNA. *