08第八章 基因工程

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第八章 基因工程 (GENETIC ENGINEERING) )

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本章，我们讨论4个问题： 本章，我们讨论4个问题： 什么是基因工程——基因工程的概念。 基因工程的概念。 1. 什么是基因工程 基因工程的概念 为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。 基因工程的原理和技术。 2. 为什么能进行基因工程 基因工程的原理和技术 (包括3大理论和3大技术准备) 包括3大理论和3大技术准备) 3.怎样进行基因工程 体外重组， 3.怎样进行基因工程——3大步骤(DNA体外重组，重 怎样进行基因工程 3大步骤(DNA体外重组 组DNA导入宿主细胞后扩增和表达，基因工程后处理) DNA导入宿主细胞后扩增和表达，基因工程后处理) 导入宿主细胞后扩增和表达 4.基因工程的应用和前景 4.基因工程的应用和前景——对于医学来说即生产基因 基因工程的应用和前景 对于医学来说即生产基因 工程产品、开展基因治疗等。 工程产品、开展基因治疗等。

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第一节

概

述

一.现代科学技术发展的3个特点： 现代科学技术发展的3个特点： (一)科学技术加速发展和急剧变革： 科学技术加速发展和急剧变革： 1.当代科学发展成指数增长趋势， 1.当代科学发展成指数增长趋势，全世界发表科技 当代科学发展成指数增长趋势 论文6000 8000/天 平均1 /10.8秒问世 6000- 秒问世。 论文6000-8000/天，平均1篇/10.8秒问世。 2.人类科技知识在19世纪半衰期是50年，现在是 2.人类科技知识在19世纪半衰期是50年 人类科技知识在19世纪半衰期是50 终身教育学习)。 3-5年(终身教育学习)。 3.1973年 Group第一次实现了细菌遗 3.1973年，Cohen Group第一次实现了细菌遗 传性状的转移terr+nersr→terrner ,导致基因工程技 传性状的转移ter 术诞生，至今不到30 30年 人类已经拥有了克隆羊、 术诞生，至今不到30年，人类已经拥有了克隆羊、猪 等等的技术，可以复制一个生命体。( 。(克隆羊多利 等等的技术，可以复制一个生命体。(克隆羊多利 1997-2003,体细胞克隆，胚胎细胞克隆) 1997-2003,体细胞克隆，胚胎细胞克隆)

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tetr Psclol

ner Rb-3 sr

tetr ner tetr O ne r tetr ne

图8-1 Cohen Group第一次实现了细菌遗传性状转移示意图 第一次实现了细菌遗传性状转移示意图

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(二)科学技术发展的综合化

1.19世纪中叶，以科学技术是分离的，它们各有独自文化传 1.19世纪中叶，以科学技术是分离的，统，它们的发展往往是脱节的。 它们的发展往往是脱节的。 2.科学回答“是什么”“为什么” 技术回答“做什么”“怎 2.科学回答“是什么”“为什么”,技术回答“做什么”“怎 科学回答 ”“为什么 ”“ 么做” 当今科技发展已经密

不可分，科学里包含技术， 么做”。当今科技发展已经密不可分，科学里包含技术，技术里体现 科学。 科学。 3.当代科技发展有两种形式：一是突破，二是融合。 3.当代科技发展有两种形式：一是突破，二是融合。突破是线 当代科技发展有两种形式 性的，即从研究开发新一代的科技成果取代原有一代科技成果。 性的，即从研究开发新一代的科技成果取代原有一代科技成果。融合 是非线性的，即混合原有不同的科技领域，进而发展新产品， 是非线性的，即混合原有不同的科技领域，进而发展新产品，造成革 命性市场，它们是互补和合作的结果。 命性市场，它们是互补和合作的结果。 基因工程既是科学又是技术，既是突破，又是融合。 基因工程既是科学又是技术，既是突破，又是融合。她造成革 命性市场(美国基因工程产品300亿美元/年，乙肝疫苗50美元/人); 命性市场(美国基因工程产品300亿美元/ 乙肝疫苗50美元/ 300亿美元 50美元 她是分子遗传学，生物化学，细胞学，细胞生物学， 她是分子遗传学，生物化学，细胞学，细胞生物学，分子生物学相互 渗透，交叉融合、突破的结果。 渗透，交叉融合、突破的结果。

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(三)科技发展必需和人文社会科学发展相结合： 科技发展必需和人文社会科学发展相结合： 当代各种全球性问题出现， 1. 当代各种全球性问题出现 ， 从一定意义上来说是由 于科学技术广泛应用于社会而引发的， TMD、NMD(布 于科学技术广泛应用于社会而引发的 ， 如 TMD 、 NMD( 布 什对萨达姆) 什对萨达姆) 2. 科学技术是第一生产力， 而文化水平是人类把握科 科学技术是第一生产力 ， 学技术的一个尺度。 学技术的一个尺度。 3. 科学技术是一把双刃剑 ， 原子核技术可以给人类带 科学技术是一把双刃剑， 来光明，原子弹却可以把长崎、广岛夷为平地；克隆技术， 来光明，原子弹却可以把长崎、广岛夷为平地；克隆技术， 基因工程技术可以挽救濒临灭绝的动物(国宝熊猫) 基因工程技术可以挽救濒临灭绝的动物(国宝熊猫),也可 以动摇人类以性爱为基础的生产方式……(冷冰冰克隆人和 以动摇人类以性爱为基础的生产方式 ( 自然人， 情人节少了一个经济增长点； 自然人，×情人节少了一个经济增长点；克隆战争狂人和反 战英雄； 克隆idea孙悟空齐天大圣) idea孙悟空齐天大圣 战英雄 ； 克隆 idea 孙悟空齐天大圣 ) 。 基因工程技术是当 代科学技术重要的前沿。 代科学技术重要的前沿。

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二.基因工程的概念 (一)基因(gene) 基因(gene) 基因 从化学上来说，指的是一段DNA或RNA顺序， 从化学上来说，指的

是一段DNA或RNA顺序，该顺序 DNA 顺序 可以产生或影响某种表型(genotype,phenotype) 可以产生或影响某种表型(genotype,phenotype),可以由于 突变生成等位基因变异体(体细胞父源和母源；正常和突变基因) 突变生成等位基因变异体 ( 体细胞父源和母源； 正常和突变基因); 从遗传学上来说，基因代表一个遗传单位，一个功能单位， 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。 变单位。 engineering) (二)基因工程(genetic engineering) 基因工程( 基因工程 在体外通过人工剪、 在体外通过人工剪、接，将不同来源的DNA分子 将不同来源的DNA分子 DNA 组成一个杂合DNA分子(DNA分子重组体) 组成一个杂合DNA分子(DNA分子重组体),然后导入宿主细胞去复 DNA分子(DNA分子重组体 制扩增或表达。因为通过人工设计,得到一定的设计方案， 制扩增或表达。因为通过人工设计,得到一定的设计方案，故称为基 因工程。由于整个操作在分子水平上进行，所以也称分子克隆。 因工程。由于整个操作在分子水平上进行，所以也称分子克隆。 基因工程的基本特点是，分子水平操作，细胞水平表达。 基因工程的基本特点是，分子水平操作，细胞水平表达。

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在这个过程中： 在这个过程中： 基因剪刀” 1.“基因剪刀” 基因剪刀 剪取DNA的酶就像一把“基因剪刀” 剪取DNA的酶就像一把“基因剪刀” DNA的酶就像一把 缝纫针” 2.“缝纫针” 缝纫针 连接不同来源DNA分子的酶就像一根 缝纫针” 连接不同来源 DNA分子的酶就像一根“ 缝纫针 ” , DNA 分子的酶就像一根“ 使二者连在一起 交通工具” 3.“交通工具” 交通工具 使用载体好比一辆车子 乘客” 4.“乘客” 乘客 有用基因如IL 好比使乘客， 有用基因如IL2好比使乘客，车子把乘客送进理想天 宿主细胞)去繁衍生息，春华秋实， 堂(宿主细胞)去繁衍生息，春华秋实，生产我们需要的 产品或开展基因治疗( /LAK→抗癌) 产品或开展基因治疗(IL2/LAK→抗癌)。

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我们应该记住他们—— 我们应该记住他们 1.第一个实 …… 此处隐藏：6516字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……