《遗传学》课程教学资源：第九章 基因工程和基因组学

第九章基因工程和基因组学 遗传工程或基因工程,是将分子遗传学的理论与技 术相结合,用来改造、创建动、植物新品种,工业化生 产生物产品,诊断和治疗人类遗传疾病的一个新领域。 本章介绍遗传工程的基本原理和方法,基因组学的 发展及应用前景。 213注射牛长激素和MT-1启动子 组成表达质粒的小鼠自《科技导报

第九章 基因工程和基因组学 遗传工程或基因工程，是将分子遗传学的理论与技 术相结合，用来改造、创建动、植物新品种，工业化生 产生物产品，诊断和治疗人类遗传疾病的一个新领域。 本章介绍遗传工程的基本原理和方法，基因组学的 发展及应用前景

第一节基因工程 基因工程概述: 广义遗传工程包括: 生化工程、蛋白质工程、细胞工程、染色体工程、 细胞器工程、基因工程及酶工程等。 狭义遗传工程是指: 基因工程(重组DNA技术)

广义遗传工程包括: 生化工程、蛋白质工程、细胞工程、染色体工程、 细胞器工程、基因工程及酶工程等。 狭义遗传工程是指: 基因工程(重组DNA技术)。 一、基因工程概述: 第一节 基因工程

1.概念: 基因工程:在分子水平上,采取工程建设方式→按照 预先设计的蓝图→借助于实验室技术将某种生物的基 因或基因组转移到另一种生物中去→使后者定向获得 新遗传性状的一门技术。 基因工程是采用分子生物学、核酸生物化学以及微生物 遗传学的现代方法和手段建立起来的综合技术 基因工程技术的建立,使所有实验生物学领域产生 巨大的变革

１.概念： 基因工程：在分子水平上，采取工程建设方式 → 按照 预先设计的蓝图 → 借助于实验室技术将某种生物的基 因或基因组转移到另一种生物中去 → 使后者定向获得 新遗传性状的一门技术。 基因工程技术的建立，使所有实验生物学领域产生 巨大的变革。 基因工程是采用分子生物学、核酸生物化学以及微生物 遗传学的现代方法和手段建立起来的综合技术

2.发展: 1971年, Smith等人从细菌中分离出的一种限制性酶,酶切 病毒DNA分子,标志着DNA重组时代的开始 1972年,Berg等用限制性酶分别酶切猿猴病毒和l噬菌体 DNA,将两种DNA分子用连接酶连接起来→得到 新的DNA分子。 T-DNA L日 RE 1973年, Cohen等进一步将 plasmid transfer 酶切后的DNA分子与质粒DNA 连接起来,并将重组质粒转 入E.clo细胞中。 opine catabolism orI 图9—9Ti质粒

2. 发展： 1971年，Smith等人从细菌中分离出的一种限制性酶，酶切 病毒DNA分子，标志着DNA重组时代的开始。 1972年，Berg等用限制性酶分别酶切猿猴病毒和l噬菌体 DNA，将两种DNA分子用连接酶连接起来 → 得到 新的DNA分子。 1973年， Cohen等进一步将 酶切后的DNA分子与质粒DNA 连接起来，并将重组质粒转 入E. cloi细胞中

1982年,美国食品卫生和医药管理局批准,用基因工程在 细菌中生产人的胰岛素投放市场。 1985年,转基因植物获得成功。 1994年,延熟保鲜的转基因番茄商品生产。 1996年,克隆羊诞生

1982年，美国食品卫生和医药管理局批准，用基因工程在 细菌中生产人的胰岛素投放市场。 1985年，转基因植物获得成功。 1994年，延熟保鲜的转基因番茄商品生产。 1996年，克隆羊诞生

5260 5000 50D 4420 4 尺3000 278D 2OI 100170 1996199719981999200020012002 年份 1996年全世界转基因植物种植面积为170万公顷,1997年为 1100万公顷,1998年为2780万公顷,1999年达到3990万公顷, 2000年达到4420万公顷,2001年达到5260万公顷,2002年达 到5000万公顷

1996年全世界转基因植物种植面积为170万公顷，1997年为 1100万公顷，1998年为2780万公顷，1999年达到3990万公顷， 2000年达到4420万公顷，2001年达到5260万公顷，2002年达 到5000万公顷

2001年种植面积已超过100万公顷的作物有: 大豆(333万hm2,占全世界转基因作物的63%,均为抗 除草剂大豆)、玉米(980万hm2,占19%)、棉花 (680万hm2,占13%)、油菜(270万hm2,5%) 其它还有水稻、小麦、花生、向日葵、亚麻、甘蓝、马 铃薯等,番茄、烟草、南瓜和木瓜等50多种转基因作物 已实现商品化。 主要分布在美国(3570万hm2)、阿根廷(1180万hm2) 加拿大(320万hm2)和中国(150万hm2)等国

2001年种植面积已超过100万公顷的作物有： 大豆（3330万hm2，占全世界转基因作物的63%，均为抗 除草剂大豆）、玉米（980万hm2 ，占19% ）、棉花 （680万hm2 ，占13% ）、油菜（270万hm2 ，5% ）； 其它还有水稻、小麦、花生、向日葵、亚麻、甘蓝、马 铃薯等，番茄、烟草、南瓜和木瓜等50多种转基因作物 已实现商品化。 主要分布在美国（3570万hm2）、阿根廷（1180万hm2）、 加拿大（320万hm2）和中国（150万hm2）等国

27I0 14000 7200 5265 275 总大豆棉花油菜玉米 囗总面积■转基因 2001年全世界转基因作物占相应种植总面积的百分率

2001年全世界转基因作物占相应种植总面积的百分率

2001年我国的转基因农作物和林木已达22种,其中 转基因棉花、大豆、马铃薯、烟草、玉米、花生、菠菜、 甜椒、小麦等进行了田间试验,转基因棉花已经大规模 商品化生产

2001年我国的转基因农作物和林木已达22种，其中 转基因棉花、大豆、马铃薯、烟草、玉米、花生、菠菜、 甜椒、小麦等进行了田间试验，转基因棉花已经大规模 商品化生产

3.内容: ①.从细胞和组织中分离DNMA; ②.限制性内切酶酶切DNA分子,制备DNA片段; ③.将酶切DNA分子与载体DNA连接→构建能在宿主细胞内 自我复制的重组DNA分子; ④.把重组DNA分子引入宿主受体细胞→复制; ⑤.重组DNA随宿主细胞的分裂而分配到子细胞→建立无 性繁殖系( Clone)或发育成个体; ⑥.从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系→并使外源基 因在受体细胞中正常表达,翻译成蛋白质等基因产物、回 收;或筛选出获得定向的性状变异的个体

3．内容： ①．从细胞和组织中分离DNA； ②．限制性内切酶酶切DNA分子，制备DNA片段； ③．将酶切DNA分子与载体DNA连接→构建能在宿主细胞内 自我复制的重组DNA分子； ④．把重组DNA分子引入宿主受体细胞→复制； ⑤．重组DNA随宿主细胞的分裂而分配到子细胞→建立无 性繁殖系(Clone)或发育成个体； ⑥．从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系→并使外源基 因在受体细胞中正常表达，翻译成蛋白质等基因产物、回 收；或筛选出获得定向的性状变异的个体