科技探索之路　基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程

1、定向基因改造設(shè)想,設(shè)想一,能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？,能否讓細(xì)菌“吐出”蠶絲？,設(shè)想二,能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？,設(shè)想三,經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)基因工程。,有抗蟲(chóng)基因的植株結(jié)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術(shù)或DNA重組技術(shù)。是指在體外，通過(guò)人工 “剪切”和“拼接”等方法，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)并使重組基因在受體細(xì)胞中表達(dá), 產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物的技術(shù)。,基因工程的概念,基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù),生物體外,基因,DNA分子水平,人類需要的基因產(chǎn)物

2、,剪切, 拼接,導(dǎo)入, 表達(dá),打破種的界限，定向改造生物,基因重組,相關(guān)概念的把握,基因工程的理論基礎(chǔ),20世紀(jì)中葉，基礎(chǔ)理論取得了重大突破,1. DNA是遺傳物質(zhì)的證明,2. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立,3. 遺傳密碼的破譯,基因工程的先導(dǎo),1949年，艾弗里等人不同類型的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，不僅證明了DNA是遺傳物質(zhì)，還證明了DNA可以從一種生命個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生命個(gè)體。,艾弗里,1953年，奧森和克里克建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。,1958年，梅塞爾松和斯塔爾證明DNA的半保留復(fù)制。,隨后不久，確立中心法則，闡明了遺傳信息流動(dòng)方向。,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,1963年，尼倫伯格和馬太

3、破一編碼氨基酸的遺傳密碼。,1966年，霍拉納用實(shí)驗(yàn)證明了尼倫伯格提出的遺傳密碼的存在。,不僅認(rèn)識(shí)到自然界從微生物到人類共用一套遺傳密碼，還為基因的分離和合成提供了理論基礎(chǔ)。,技術(shù)發(fā)明使基因工程的實(shí)施成為可能,基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn),工具酶的發(fā)現(xiàn),DNA成和測(cè)序技術(shù)的發(fā)明,DNA體外重組的實(shí)現(xiàn),重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功,第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物問(wèn)世,PCR技術(shù)的發(fā)明,1967年，羅思和赫林斯基發(fā)現(xiàn)細(xì)菌擬核DNA之外的質(zhì)?？梢宰鳛榛蜣D(zhuǎn)移的運(yùn)載工具。,1970年，阿爾伯、內(nèi)森斯、史密斯在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)限制性內(nèi)切酶。,20世紀(jì)70年代初，相繼發(fā)現(xiàn)多種限制性內(nèi)切酶、連接酶和逆轉(zhuǎn)錄酶。,1965年，桑格發(fā)明氨

4、基酸序列分析技術(shù),1977年，科學(xué)家發(fā)明DNA序列分析方法。,DNA合成儀問(wèn)世，為引物、探針和基因獲取提供方便。,1972年，伯格首先在體外進(jìn)行了DNA改造的研究，成功的構(gòu)建了第一個(gè)體外重組DNA分子。,這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了質(zhì)粒不僅可以作為基因工程的載體，重組DNA還可以進(jìn)入受體細(xì)胞，外源基因可以在原核細(xì)胞中成功表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)物種之間的基因交流。,基因工程正式問(wèn)世,1973年，博耶和科恩將重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌的DNA中，轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA.,1980年，科學(xué)家首次通過(guò)顯微注射培育出世界上第一個(gè)轉(zhuǎn)基因小鼠。,1983年，科學(xué)家用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。,1988年，由穆里斯發(fā)明的PCR技術(shù)，使基因工程技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展和完善。,科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的關(guān)系,科學(xué)提供對(duì)自然界的說(shuō)