林业生物技术 知识课件4.基因工程原理.pptVIP

1986年，首次批准转基因烟草进行田间试验。 至今上市的基因工程研制的药物有50种左右，上百种在进行临床试验；1986年到1994年，全世界批准进行田间试验的转基因植物1467例，1998年达4387项。 转生长素基因鱼、基因猪和抗猪瘟病转基因猪。 2、基因工程研究简史 中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室 * 1 2 基因工程理论依据 基因工程研究简史 3 基因工程研究内容 1.基因和基因工程？ 2.基因工程研究的 主要内容？ 3.基因工程的发展史？ 思考讨论 质基因 核基因 遗传:基因分离定律、基因自由组合定律 变异:基因突变、基因重组 遗传:细胞质遗传 变异:基因突变 基因的传递规律 基因 与染色体的关系：在染色体上呈直线排列。染色体是基因的主要载体。 与ＤＮＡ的关系：具有遗传效应的ＤＮＡ片段。 功能：决定生物性状的基本单位。 基因→mRNA →肽链→蛋白质→性状 基因的表达 DNA 连接酶 重组质粒 同种限制性 内切酶 目的基因 运载体 基因工程 导入受体细胞 目的基因的检测 目的基因的表达 基因的结构 原核基因结构 脱氧核苷酸→双螺旋结构 编码区（不连续的） 非编码区（调控序列） 真核基因结构 编码区（连续的） 非编码区（调控序列） 基因：一个具有遗传功能的特定核苷酸序列的DNA片段。 基因工程：“在细胞外，把目的核酸分子与载体核酸分子组合成新的遗传物质，再把它导入原本没有这种物质的细胞内，并使这种重组遗传物质在细胞内无性繁殖获得成功”的工作内容。 1、基因工程理论依据 ①不同基因具有相同的物质基础。 ②基因是可以分离的。 ③基因是可以转移的。 ④多肽和基因之间存在对应关系。 ⑤遗传密码是通用的。 ⑥基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。 1、基因工程理论依据 麦克林托克，1951年提出了可移动的遗传基因（即“跳跃基因”）学说──基因可从染色体的一个位置跳跃到另一个位置、甚至从一条染色体跳跃到另一条染色体，为研究遗传信息的表达与调控、生物进化与癌变提供了线索。于1983年获诺贝尔奖。 麦克林托克实验中培育的“跳跃基因”玉米 麦克林托克（B.McClintock）(1902～1992)美国女遗传学家 尼伦伯格（左）和科拉纳（右） 一、基因学说的创立 2、基因工程研究简史 ①1856～1864年，奥地利遗传学家孟德尔（G.Mendel）“豌豆试验”，提出遗传因子概念，独立分配率。 ②1910年，美国遗传学家摩尔根（T.H.Morgan）“果蝇试验”，遗传性状的连锁定律、互换定律，创立了遗传的染色体理论。 2、基因工程研究简史 孟德尔G.Mendel (1822-1884) “遗传学之父”，奥地利原天主教神父 　　在1865年他根据豌豆七对不同性状的杂交实验，总结出遗传因子的概念以及在生殖细胞成熟中同对因子分离、异对因子自由组合两条遗传规律，也就是人们称为的孟德尔因子和孟德尔定律。他发现了遗传基因原理，总结出分离规律和自由组合规律，为遗传学提供了数学基础，创立了孟德尔学派。 2、基因工程研究简史 摩尔根（T.H.Morgan） （1866―1945） 美国遗传学家 “实验方法的本质在于要求每一种见解或假说都必须通过实验的检验，然后才得以承认其科学地位。”——摩尔根 从1910年到30年代托马斯·亨特·摩尔根及其助手在果蝇遗传实验中，进一步证实了孟德尔因子的存在，证实了孟德尔已经发现过的遗传的分离定律和自由组合定律，而且还作出了另外两大重要发现：一是发现基因是在染色体上，二是发现了遗传的基因链锁和互换定律。在果蝇遗传实验的基础上，摩尔根还建立了作为摩尔根理论主要基础的基因学说。 2、基因工程研究简史 二、基因工程的准备阶段 1、理论上的三大发现 ①生命的遗传物质是DNA （细菌转化实验；噬菌体感染实验） ②DNA的双螺旋结构和半保留复制机理 ③遗传信息的传递方式 （中心法则） 2、基因工程研究简史 细菌转化实验 噬菌体感染实验 2、基因工程研究简史 沃森（J.Watson）和克里克（F.Crick） 1953年4月25日，英国《自然》杂志发表了沃森和克里克的文章“核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型”。标志着DNA双螺旋结构的建立，从此，遗传学的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。 DNA的双螺旋结构 2、基因工程研究简史 1958年，M. Meselson 和F. W. Stahl提出了DNA 的半保留复制模型。 遗传信息的传递方式（中心法则） 蛋白质 转录 RNA D