科技探索之路　基础理论和技术的发展催生了基因工程 (2).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,基因工程,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。是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,基因工程的概念,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,1944年，艾弗里等人通过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，沃森和克里克建立了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。,中心法则,DNA双螺旋结构模型,1963年，尼伦伯格和马太破译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合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.,1980年，科学家首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因小鼠。,1983年，科学家用农杆菌转化法，培育出世界上第一例转基因烟草。,1988年，由穆里斯发明的PCR技术，使基因工程技术得到了进一步发展和完善。,科学、技术、社会的关系,科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与