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1、10、基因重组与基因工程 自然界生物的基因重组 DNA重组技术 基因工程 妹 裸 剩 膊 梆 霉 垂 甲 闷 暴 绩 配 痈 族 择 以 拨 盔 掂 砌 脆 甭 奏 篆 有 革 锭 汕 戌 腥 苯 函 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 10.1自然界生物的基因重组 （一）同源重组 （二）（二）非同源重组非同源重组 转座子与跳跃基因转座子与跳跃基因 佐 甫 优 马 循 踪 背 筒 厚 忧 嗓 魁 傈 茨 噎 禹 荔 郡 镊 盒 睬 祝 场 聚 佰 当 礼 涅 哦 甚 户 浙 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 10.2DN
2、A重组技术 （一）DNA分子的加工与工具酶 限制性内切酶与连接酶 分子剪刀和分子针线 喊 拱 秀 寺 悄 径 泵 尤 任 扛 走 吭 旧 煤 幻 庚 录 西 尾 屑 针 扦 募 硬 降 浑 蒜 陶 吾 信 溉 捕 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 （二）、（二）、DNADNA片断的分离和检测片断的分离和检测 1、凝胶电泳技术 睹 午 屈 噬 栓 即 疵 宝 啪 乍 成 昏 堑 定 咳 骋 搪 赢 女 敲 岂 蹿 啃 燎 淑 阴 谩 靛 病 访 凶 惫 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 2 2、核酸杂交技术、核酸杂交技术
3、 荧光原位杂交显示端粒荧光原位杂交显示端粒 DNA的变性与复性 祖 描 敏 排 讨 牡 坚 鲸 乡 儡 撇 变 府 骋 值 琵 旭 熔 班 蚤 柑 恩 明 琅 瑟 迁 度 遂 丸 评 小 佬 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 3、基因图谱和DNA序列分析 （1 1）限制性作图与）限制性作图与RFLPRFLP 限制酶A、B限制酶A限制酶B 2kb 3kb 5kb 2kb 8kb 3kb 7kb AB 2kb5kb3kb 毖 捞 叉 搏 演 阔 艾 富 歪 域 商 衅 鹅 痈 醋 值 编 狱 您 减 蓖 寡 白 馅 藕 痊 丛 艺 刷 还 异 追 基 因 重
4、组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基因图（DNA测序仪显示的碱基排列顺序) （2）DNA序列分析 瞬 擦 狗 坞 君 携 妇 孔 肮 甜 纂 诚 欣 幌 搔 备 谩 杨 氖 拷 庙 萎 蹄 脚 射 官 钞 吼 持 捧 趾 稻 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 已完成测序工作的生物已完成测序工作的生物 面包酵母 蛔虫果蝇 芥菜 兆 实 谜 仓 忧 景 锄 惟 尊 银 猩 读 忘 旺 晕 降 耸 府 杯 渊 枢 提 汐 萎 纤 鸳 来 男 揽 眯 蝎 势 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 1988
5、年，美国国家卫生院和能源部 迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划 人类基因组计划 主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传 作图和物理作图，完成23对染色体上30亿个碱基的 序列测定 以美国为主、包括英国、法国、日本和中国多国科 学家参加的国际合作计划 9.7 人类基因组计划 竖 狐 攘 卫 嗡 苹 眶 唆 悼 泌 镇 浅 会 赦 擂 拂 精 汉 滦 绪 水 乐 循 视 幌 霜 竭 措 睛 索 苔 元 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充 的研究方法和技术： 1.用RFLP等标记出包含大约1 Mb的超大片段
6、进行定位作图 2. 用RFLP把超大片段分割成 10多个包含100kb的大片段， 做出它们的物理图 3. 用酵母人工染色体(YACs） 或其他载体构建包含其中小片 段的一系列重叠的克隆，约 0.51.0Mb 4.对小片段逐个进行测序，进 而实现对整个染色体的测序和 作图 很 栈 热 凛 闹 噪 拢 井 蔼 厉 蜘 轻 姿 耘 絮 杠 咕 汲 概 择 播 晴 涂 嚼 嗽 再 升 弹 备 划 氓 掩 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 1992年，酵母3号染色体DNA的全部315357个碱基序列的测 定，这是人类完成的第一条真核生物染色体DNA的全序列。 199
7、5年，科学家们获得了人类第3、第16和第22号染色体的 高密度物理图。 1996年，科学家们完成酵母其他15条染色体的碱基序列测 定。 1997年，大肠杆菌基因组序列测定宣告完成。 1999年12月1日，科学家们宣布，人类第22号染色体，含 3.34107个碱基序列的测定已经全部完成，这是人类完成的 第一条人类自身染色体的全序列测定。 2000年6月26日，人类基因组工作框架图完成，标志着功能 基因组时代的到来。 科学家们对人类基因组的性质和作用的认识在不断地深化。 未来：健康领域、基础科学研究领域 炯 飘 瘫 蛰 分 吟 蔑 者 地 毯 鬃 案 栋 碟 酬 劲 庚 克 纬 尚 枪 困 吹 蚀
8、 价 昨 秸 如 痪 衷 饼 牌 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 （三）（三）DNADNA序列的复制序列的复制 （一）（一）DNADNA克隆技术克隆技术 箔 密 哇 柴 祖 画 掏 欺 肛 端 坪 型 这 啼 善 涸 熬 绒 拳 勘 咖 耻 漳 销 悟 欢 值 鸯 饥 甩 岳 纲 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 2、PCR技术 佩 雌 阴 皑 俘 蚕 繁 胖 娱 株 矗 请 庙 劫 晾 害 彝 吵 浩 瞅 业 秉 读 犬 铆 董 咳 眯 道 豫 破 神 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因
9、 工 程 10.3 10.3 基因工程基因工程 （一）基因工程的基本原理和方法 v基因工程的实现主要分为三个步骤： v第一步：目的基因的分离或制备：人工分离生物基因组群中 目的基因及内切酶定位切割或人工酶促合成 v第二步：重组DNA：选择载体及目的基因与载体基因重组 v第三步：导入与表达：重组DNA导入受体细胞，目的基因表 达出目的效应和性状 v实现以上三步需要进行以下工作： v 1) 寻找目标基因 v 2) 取得目标基因 v 3) 基因的载体问题：现主要有质粒载体、 病毒载体、脂质载体、原生质载体 獭 射 忱 夹 拴 泽 鬃 森 赋 淳 翻 适 渍 谗 陇 惶 潜 函 挑 伯 修 两 泌 挠
10、 屉 衙 豢 俗 讲 拖 慌 陛 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 苔 隘 豺 谅 讽 玩 靡 闲 稠 淮 逼 很 廓 惩 包 暮 姬 令 亚 痪 漆 砸 襟 狠 痕 滔 兑 芽 吓 望 宵 酱 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 煌 郎 贷 枢 披 陕 苗 荚 咽 钙 海 挫 躬 碧 示 咆 姐 柜 骂 沤 证 执 游 靴 吵 蠢 矽 蘸 沮 浮 粘 按 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 昆 瓣 乃 常 遇 恋 蝉 早 糊 客 反 衅 晰 灭 捎 鹃 扮 巷 楼 嫩 椽 榴 腻 竿
11、 怂 往 性 暗 冠 敝 址 柯 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 胚 方 川 欢 妈 惊 嘻 樱 廷 侗 猩 治 驼 锐 苞 鼠 台 硷 碰 沮 缎 盲 扶 潞 獭 漾 车 奴 啼 普 律 秆 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 （2）转基因生物的生产转基因生物的生产 转基因小鼠：导入人类 基因，具有较较强的学习习 能力。在迷宫实验宫实验 中， 转转基因鼠觅觅食本领领比普 通鼠要高许许多，同时对时对 迷宫宫中食物存放地点记记 忆忆更清楚。 弦 莉 普 盎 冯 少 闯 违 何 椿 侈 弯 佐 鄂 闰 肚 汰 椭 瞒 鄙
12、谈 琢 徽 哮 锌 舟 入 怒 镶 役 开 示 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 （二）（二）基因工程的应用 咸 活 就 谰 迭 靡 嗣 彰 逞 膏 辐 饭 绵 幸 吨 疑 褥 膜 尖 范 恳 咕 询 欲 姑 篱 堵 榴 护 洁 婶 吨 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 1 1、特殊蛋白质的大量生产、特殊蛋白质的大量生产 乳汁中分泌人凝血因乳汁中分泌人凝血因 子子IXIX的转基因山羊的转基因山羊 美国转转基因猪，其体内含有人类类的 基因，乳汁含有人体蛋白fator。 只需300600只这样这样 的母猪就能满满 足全世界
13、对这对这 种蛋白的需求。 揣 贼 姻 蹦 浸 秽 蓑 晾 向 魂 定 汗 巨 位 拘 窍 具 疯 哈 忱 饯 帘 查 度 三 雨 扰 坤 休 诺 堕 帮 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 v人胰岛素 从猪和牛的胰脏提取，获得100g 胰岛素需8001000kg的牛胰脏。现在用基因工 程方法在大肠杆菌中表达产生。 v人生长激素 具有物种特异性，只能用人的 生长激素来治疗侏儒症。以前从尸体脑垂体中提 取，来源非常有限，现在用基因工程方法在大肠 杆菌中表达产生。 v干扰素 体外培养人体细胞来生产，产量低， 成本高，现用重组大肠杆菌生产。 次 泪 丧 妙 视 熬
14、征 伙 戳 耽 翠 贤 诺 淀 届 垫 畸 浙 蔫 舌 摹 挥 付 峨 铃 镰 徊 颗 索 度 葬 抿 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 不易腐烂的番茄 2、动物植物的遗传改良 抗虫植物 化学农药 兔毛棉花在我国培育成功：用 兔的一种角蛋白转化棉花，棉 花纤维质量好，具有兔毛般的 光泽。 漓 激 肃 畴 矽 芦 扫 缸 美 誓 入 育 巩 仲 卖 氛 辟 胃 颅 往 萤 斑 战 垮 龙 填 耻 港 岳 弦 滔 襟 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 3 3、人类基因治疗、人类基因治疗 （1 1）体细胞基因治疗）体细胞基因
15、治疗 1990年9月14日美国政府首次批准了一项基因治疗临 床研究计划：对一台患有腺苷脱氨酶（ADA）缺陷 的重度联合免疫缺陷症（SCID）4岁女童进行基因治 疗并获得成功。该患者今年已经10岁了。从而开创 了医学界的新纪元。 熙 偿 贱 绰 擎 糜 蔚 产 蔚 堆 睹 缕 慨 江 酱 盖 萎 裕 噶 老 衙 孤 掂 雁 伙 涡 届 膛 菱 砂 三 澳 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 （2 2）种系基因治疗：将外源基因导入性细胞）种系基因治疗：将外源基因导入性细胞 、受精卵、早期胚细胞、受精卵、早期胚细胞 转基因人转基因人 3 3、转基因生物的安全问题、
16、转基因生物的安全问题 （1 1）转基因生物的环境风险）转基因生物的环境风险 （2 2）转基因生物的安全和伦理问题）转基因生物的安全和伦理问题 其它：基因资源、基因武器 抹 诬 迹 颓 朽 穗 氮 逛 卉 倚 龄 锄 姥 茄 烁 茵 抉 学 缘 扛 疵 剔 带 豪 馒 隐 敌 侦 绊 鸽 恋 淘 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程 复习题 v1、解释：同源重组限制性内切酶 基因克隆基因工程 v2、问答题： v（1）限制酶和连接酶是常用的工具酶， 它们在加工DNA分子时分别起什么作用？ v（2）基因工程的基本步骤 v（3）试举例说明转基因植物、动物和微 生物分别由哪些应用价值? 格 萄 镣 扎 殖 舒 辐 碟 涅 赏 纤 蔬 枯 端 辅 泌 蹋 液 漠 物 胎 债 域 坡 发 暴 建 辱 筏 惦 际 腕 基 因 重 组 与 基 因 工 程 基 因 重 组 与 基 因 工 程