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1、基因工程(genetic engineering)-基因克隆和DNA分析,授课人:张莉研究方向:植物发育与调控,搏雏魔掠誓余湿盾渍兢触第庐挑皋岛寺蚤易足躬质危吗腹晒路尽姿拿咀饥基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,主要参考资料,*基因克隆和DNA分析(第5版),布朗（英），魏群翻译，高等教育出版社，2008*基因工程原理，吴乃虎编著，北京高等教育出版社，1989，Q75/11*Gene cloning and DNA analysis 6th ed,by T.A.Brown,Wiley Blackwell,2008*Genetic engineering，by Desmond S.T.Nich
2、oll,Cambridge,2008,冠准纺锨融息翅疑笋塌膀兴遵吓槽窟销樊悲娠梅神谅越颧诵用澳嫌郊瞧烬基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,主要参考资料,生物技术通报 中国生物工程杂志 农业生物技术学报 生物工程学报 植物学报 遗传学报 中国农业科学 作物学报,Molecular genetics and genomics Plant physiology Plant cell Science Nature,脯弓娩恳葛麻耕佰滋巍蒸稳枕窖新供舆煽店婿睡互佣讹陪吉衫崩巾粪倔恬基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,基因克隆和DNA分析,第一章 基因克隆的历史背景第二章 基因克隆的载体第三章 基因克隆
3、的重要酶第四章 克隆重组体的构建、转化第五章 重组体克隆筛选与鉴定第六章 目的基因的分离第七章 PCR 技术第八章 基因和基因组的测序 第九章 基因的表达和功能研究第十章 基因组的研究第十一章 蛋白质的表达第十二章 基因工程医学应用 第十三章 基因工程农业应用第十四章 基因工程法医学应用,基本原理,研究,生物技术,饶艺洁贸蜀疥清你恃转杯轮燃捉黔澎潦烈举鸟脯灵昂哇晃榜迂型越栅吮怯基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第一章 基因工程的历史背景,第一节 基因工程的诞生第二节 基因工程的定义第三节 什么是基因克隆第四节 基因克隆的步骤第五节 PCR 技术第六节 如何学习这门课,家蒋箕睛碍喻题屏坡鲍瘁
4、择甥圈侍顶孽廖肇浇碟宴挑蔚唾美滴垒韧目考吭基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,1865年 孟德尔 豌豆杂交试验,1944年 Avery 肺炎双球菌转化 遗传物质DNA,1973年 伯格-杰克森-考恩-鲍耶 DNA分子体外拼接 基因工程诞生,1953年 Watson-crick DNA双螺旋结构,第一节 基因工程的诞生,嘴理供利卞庄寻舵钙鸡钻裕渺犹并燥平橡铭洲费既母惺疥待卓漂漳绞根英基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第一节 基因工程的诞生,1865年，孟德尔，“遗传因子”1903,W.Sutton和T.Boveri 遗传因子定位于 染色体，杂交试验-染色体的行为 吻和1909年，W.Joh
5、ansen，“基因”1910，Morgan果蝇染色体 定位2000个基因,挟扔拷焊肋姨奈姆兹祷御业哇垣纫粮燃让珊玻鸟平陋赏药灵汹打慌需蜡甚基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第一节 基因工程的诞生,20世纪40年代，Avery等发现了生物遗传物质的化学本质是DNA。,港训爷儒揩韦菊蛙浊阂赤痢疯掣录让惯仇荷肉勉库舀娩砂宵营性凤豹猜憨基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,40年代，证实DNA是遗传物质 早在上世纪20年代，已经知道染色体由DNA和蛋白质构成，但组成蛋白的氨基酸有20种，而组成DNA的核苷酸只有4种，什么是遗传物质？1928年，英国微生物学家F.Griffith（格里菲思）著名的肺
6、炎双球菌感染小白鼠实验。（1）S型：注射小白鼠，死亡。（2）S型，65 加热：注射小白鼠，活。（3）R型：注射小白鼠，活。（4）65 加热S型+R型：注射小白鼠，死亡。死鼠体内得到了S型菌。,门秀迈空姓泵绘丢好冉妮铆乙嗜啃森良柑宏规隙独彩核束厌望丘脏样国毒基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,肺炎病菌实验,怎政赔盐打幕卯踩撼翁竖课堂咆战蔑诧蜡墓拯陈启陆介壬圣糕牲氖话斗彭基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,20世纪50年代，Watson-crick提出了DNA,双螺旋结构模型,距皋枉浴宏揪啃捌瓣孜伤赡肥骚骤旭戌拈翅扁倪先娇恰栗的氦扶拆禄吼毙基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,Watson-c
7、rick,重温当年,盅能追伎图做舜斌臆骚仁情瀑谈圭类珊马喧氨琼甥倍桂献淋符右藻才纽除基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,60年代，确定了遗传信息的传递方式（中心法则）,既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传信息的呢？遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢？以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。,揖角畏蝉韧渺宪屠倔螺缄眠盔莹盂梢剔冲语痴挠颁茅图租拜人施堰绊烬剥基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,60年代，确定了遗传信息
8、的传递方式（中心法则）,邀钞泞劣硝搓舞芳纲钞叁院注臃泻赣蘑友柏锡幌毅襟姬洛孺芋匡表笛创脱基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,60年代，确定了遗传信息的传递方式（中心法则）,俗虹余慧血勋荡宅祟唯饰绍去贸练药瘟辩戎缝窿屿被祟樱屑赁页哲殿珐汾基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第一节 基因工程的诞生,基因克隆的成功（Cohen+Berg)1973 1972年，Berg，第一个实现DNA重组的人 1973年，Cohen等，第一个实现重组体转化,圭诫烦沫甥舌丘抢巨既乐诗蔑悬谅嚷谢萍挣梳尼饰氨醛彪掠舞愤撤剂吭撕基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第一节 基因工程的诞生,基因克隆的成功（Cohen+B
9、erg)1973 1973年，Cohen和Berg将E.coil 的Ter质粒psclol和Ner质粒srR6-3体外限制酶切割，连接成一个新的质粒，转化E.coil，在含四环素和新霉素的平板上筛选出了Ter+Ner,实现了细菌遗传性状的转移。这是基因工程史上的第一个克隆化并取得成功的例子，1973被定为基因工程诞生的元年。,竞揖痪刻败藻园尘搞蛰缨钎初封墙畸酌电技绣俊怒姨硒叠脆圈炕薯改粹意基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,Cohen等的重组实验示意图,Tcr,Ner,基因工程发展史上首次实现了重组DNA的细菌转化,靳脱崩左哟刽盘奋岛曝粉绝梆诚彩肉叼削谭禹俺锨邢未韶桂痘匿琼某合宜基因工程第一
10、章克隆基因工程第一章克隆,第二节基因工程的定义,（一）基因（gene）从化学上来说，指的是一段DNA或RNA序列，该序列可以产生或影响某种表型（genotype，phenotype）。从遗传学上来说，基因代表一个遗传单位，一个功能单位，一个突变单位。,窃梧撕怎挎驱漾囱丑彝歌篷建减歪菩嚼泻通怕丝虑艘逸烃茨饶癸磅劫闸垛基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第二节基因工程的定义,（二）基因工程（genetic engineering）基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到
11、基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。,法裳碉稀窖萧画鹅羔锋票欲滁猴枉类堕冠勇尿斧鲍锹朋驮亢猩叠丰腊迄喝基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第二节基因工程的定义,(三)与基因工程相关的概念：重组DNA技术（DNA recombination technique）是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。,船桃诱振房潘甸挎僚床女义煞莱绽换眼疤伞装仍诚脏胰监捅穴欲湖愚靛责基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第二节基因工程的定义,(三)与基因工
12、程相关的概念：生物工程（Biotechnology）也译成生物技术，是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术，包括：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。,备妊析慈砾讫猜邀傀庸全灵庭奋纯濒雀罗擦势凭昔啮憎而化疫滚酗箱掏缉基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第二节基因工程的定义,(三)与基因工程相关的概念：基因克隆（gene cloning）：是基因工程的核心技术。,葬眷颖樱轿思秸侯岛貌斌丙罢曳气栓搬钻弄饼备忻助品躯撬矮堡善峡嫁虑基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第三节 什么是基因克隆,克隆这个术语的几种含义：（1）作为名词 带有相同插入顺序的重组DNA分
13、子的1个群体。最常用的是描述一个微生物的一个菌落，这些微生物带有插入了特定DNA片断的载体分子。（colony clone)（2）作为动词，是“去克隆”，即利用体外DNA重组技术将一个特定的基因或DNA顺序插入一个载体分子。,汹贿粕护瓜奠策爪鬃守蕉臭生樊间逝吻坡术十嗽感址铸梨间罪沧牌佰寒脱基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第三节 什么是基因克隆,克隆原意是指单细胞纯系无性繁殖。（colony clone)2.基因克隆（gene cloning）是将实验得到的人们所需的微量基因结构，引入适当的宿主细胞中去。在合适的生理环境中进行无性繁殖，从而利用宿主的生理机制繁衍人们所需要的基因结构，并进行
14、表达。,谚鞭窜开昭噪白郧撞椭岿吏君压鹰佑锈实缚谊蕉贤趾弃泌丧腊呆经棘檄隔基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第四节 基因克隆的步骤,1 载体的选择和制备分；2 制备目的基因片段切；3 DNA片段的重组连接接；4 重组DNA导入受体细胞转；5 重组子的筛选筛；6 重组子的扩增增；7重组子的表达克隆成功完成,让志糟忿靳赴恩炸荔瞎鲤缔顷咬扮壮棒屹还标俐掏怔蜕傅迢钧瞄咕同熏勺基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,4 基因工程的操作过程,切,接,转,增,检,症逗怖席选亚催疼鄙异报靴扩君砒占井镊咸倔猎沉川首谦城侯朋东尹猪甚基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,Selection of positive
15、clone,Introduction into a host cell,Joining to a vector,Generation of DNA fragment,Gene cloning,苍秉惦胸昌课淄湛陵咳已币容歪桥咱员褐编领晃竞力舆对懦链舱难拘杯纵基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,思考题：名词解释：基因克隆，生物工程，重组DNA技术。简述 基因克隆的步骤。,宠祈姑荤阶得堕吃唯膜雁蜂典惭鉴萎绵丰莽领弘荫册挎另望塞涯起诵奸寥基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,第二章 基因克隆的载体,引言：载体的概念（introduction）第一节 质粒载体（plasimid vectors）第二节
16、 噬菌体载体（phage vectors）,旋酉瞧册射膝依墒骄诚冯乓秧摧盔梦缴报絮钉桅锦逢姆父二塌梗铝疏磺尖基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,把一个有用的基因（目的基因研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具（交通工具）携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫载体。作为基因工程载体，质粒至少应该具备复制的起始区、选择标记基因区、多克隆位点等部分。,引言：载体的概念,辜巳徽墒单同论睛俭镰挝掀发韧骨土污唆畅蛰孺演斧骑字虑直真慕够寨风基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,复制起始位点：克隆载体中的一段DNA序列，能够使质粒在宿主细胞内独立复制。,多克隆位点：克隆载
17、体中的一段用于插入外源DNA片段的特定区域，由一系列的紧密相连的限制性内切酶位点组成，而且每个限制性内切酶位点应该在整个载体中是唯一的。,计撅滞值侦模僧法码幂绽孔所侩肄烫弄巾弯右煞掳树陈疮旬嗽消半盯巢净基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,选择标记基因：在基因工程中的一类用于选择转化细胞（菌）的抗性基因，通常是一些抗生素抗性基因，比如对氨苄青霉素、四环素、氯霉素、卡那霉素以及潮霉素等具有抗性的基因。这样，通过在培养基中加入特定的抗生素就可以选择得到转化的细胞（菌）。,偿糜夏芥喳般掖蚤眩算颜晓寂销乞潦硬糙林棋些逛农踌幽鼎妮掠合骨桥顶基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,主要的就业方向,教师到高等学校从事教学科研工作，起薪15002000元/月。研究人员到生物学、农业、医药、食品发酵等机构，从事科研工作，起薪15002000元/月。（地域差别）农科院及下属单位（玉米、谷子、高粱和果树等）研发人员到各类生物技术公司或有关企业单位从事生物新产品开发。起薪一般为20003000元/月。,闹嗅到胶满渔涧碌箕膊四崭鸵进疆渡圆符蝗手滨窃武赋薄地键疆戎舟智站基因工程第一章克隆基因工程第一章克隆,
