基因工程原理与技术最新版本
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构建各种用途载体及提高外源基因表达的效率。 2、受体系统的研究
包括细菌、真菌、植物、动物。 受体系统的安全性及转化效率。 3、目的基因研究 目的基因的分离、克隆及改造。
.
4、工具酶的研究 开发新的工具酶。
5、转化方法的研究 开发各种受体细胞的高效转化方法。
6、生物基因组学研究 具有重要经济价值的各种生物的基因组测序、挖掘新的基
1983年采用农杆菌介导法培育出世界上第一例转基因植 物——转基因烟草。
1990年美国政府首次批准一项人体基因治疗临床研究计划， 对一名因腺苷脱氨酶基因缺陷而患有重度联合免疫缺陷症的 儿童进行基因治疗获得成功。
1991年，美国提出人类基因.组计划并实施。
4、鼎盛 发展阶段(21世纪) 2005年完成人类基因组计划。 至今，基因工程药物上市的有几十种，上百种正在进行
.
pSC101
pR6-5
抗四环素
抗卡那霉素
EcoRI
DNA连接酶
抗卡那霉 素基因
重组DNA分子
.
大肠杆菌
培养平皿
四环素\卡那霉素平板 四环素平板 卡那霉素平板
.
三、基因工程的发展
分为艰难阶段、逐渐成熟阶段、迅速发展阶段、鼎盛 发展阶段。 1、基因工程的艰难阶段(1973~1976，载体和受体系统的安全性改造)
基因工程的安全性问题，导致许多国家限制基因重组的实验。 2、基因工程的逐渐成熟阶段(1976~1982，基因工程药物的研制)
1976年, Genentech (Genetic Engineering Technology)公司成立 (by Robert Swanson and Herb Boyer)。
基因工程原理与技术
参考书：
1、《基因工程原理》 吴乃虎 主编 2、《植物基因工程原理与技术》 王关林 主编
.
第一章 绪论
第一节 基因工程的概念 基因工程(gene engineering)是现代生物技术的核心内容。 基因工程是在分子水平上进行的遗传操作，是指将一种或多种 生物体的基因分离出来或人工合成基因，按照人们的愿望，进行严 密的设计和体外加工重组，转移到另一种生物体的细胞内，使之能 在受体细胞中遗传表达并获得新的遗传性状而形成新的生物类型的 生物技术。 基因工程的核心内容是基因体外重组(DNA体外重组) 。 基因工程的四大要素(或基本条件)：目的基因、载体、工具酶、 受体。 相关名词：遗传工程、基因工程、基因操作、重组DNA技术、 分子克隆、基因克隆、基因无性繁殖。 基因工程的突出特点：打破物.种间基因交流的界限。
临床试验。 转基因植物迅速发展，目前至少有150种转基因植物问世。 自从1986年抗除草剂转基因烟草被首次批准进入田间试
验以来, 至今国际上已有30个国家批准上千例转基因植物进 入田间试验, 涉及的植物种类达50多种。
自从1994年转基因延熟西红柿获准上市以来，目前至少 有51种转基因植物上市。
.
虽然转基因动物比转基因植物诞生早，但其发展比转基
第二节 基因工程的诞生与发展 基因工程诞生于1973年。 一、基因工程诞生的理论和技术基础 1、理论基础 ①DNA是遗传物质； ②DNA分子的双螺旋结构和半保留复制； ③遗传密码的通用性和遗传信息传递的方式。 2、技术基础 ①限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割； ②DNA连接酶的发现与DNA片段的连接； ③基因工程载体的构建与应用。
.
SS基因 目的基因
+
基因载体
生长激素释 放抑制因子
从动物脑中提取5mg--50万只羊脑
9升工程大肠杆菌 培养液
重组体
大肠杆菌 .
3、基因工程的迅速发展阶段(1982~2000，动植物基因工程育 种与基因治疗)
发展了一系列新的基因工程操作技术，构建了多种转化 原核生物和动物、植物细胞的载体。
1982年首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动 物——转基因小鼠。
.
二、基因工程的诞生 1972年，美国斯坦福大学P. Berg研究小组的DNA体外重组实验。 1973年，斯坦福大学的S.Cohen研究小组的DNA体外重组和大肠
杆菌转化实验。(见下两张幻灯片) 同年，加利福尼亚大学的H.Boyer也进行了类似的实验。
这一实验的成功 标志着基因工程 的诞生，因此， 1973年被定为基 因工程诞生的元 年。
因等。 7、应用研究
包括基因工程药物研究、基因疫苗研究、转基因植物研究、 转基因动物研究以及在酶制剂工业、食品工业、化学与能源 工业及环境保护等方面的应用。
.பைடு நூலகம்
二、基因工程的基本操作程序 ①分离获得带有目的基因的DNA片段及载体选择与构建。 ②限制性核酸内切酶分别切割外源DNA和载体。 ③通过DNA连接酶将外源基因DNA片段连接到载体上，
因植物要慢得多！主要原因是动物转基因技术操作烦琐、困
难，动物细胞培养要求高，不易再生出个体。 荷兰的GenPharm公司用转基因牛生产乳铁蛋白，预计每
年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元。
.
英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有 α[1]-抗胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。这种病在北美比较常见， 病人以前只能依赖于注射人的α[1]-抗胰蛋白酶做替代疗法， 价格昂贵，而现在用转基因羊来生产，每升这种羊奶可售6000 美元。
形成重组DNA分子。 ④将重组 DNA分子引入到受体细胞(转化)。 ⑤带有重组体细胞(转化体)的扩增及选择培养。 ⑥转化体的鉴定，获得外源基因高效稳定表达的基因工
.
中国工程院院士曾溢涛教授研究小组获得5只转基因山羊。 其中一只奶山羊的乳汁中，含有堪称血友病人救星的药物蛋 白——有活性的人凝血因子Ⅸ。
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第三节 基因工程研究的主要内容 一、基因工程研究的主要内容
主要包括：基础研究（载体的研究、受体系统的研究、 目的基因研究、工具酶的研究、转化方法的研究、生物基因 组学研究）和应用研究等。 1、载体的研究
1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的 基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽(见下图)；
1978年Itakura（板仓）等使人生长激素191肽在大肠杆菌中表 达成功；
1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入 大肠杆菌中，并通过发酵生产人胰岛素。从而揭开了基因工程产业 化的序幕。
包括细菌、真菌、植物、动物。 受体系统的安全性及转化效率。 3、目的基因研究 目的基因的分离、克隆及改造。
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4、工具酶的研究 开发新的工具酶。
5、转化方法的研究 开发各种受体细胞的高效转化方法。
6、生物基因组学研究 具有重要经济价值的各种生物的基因组测序、挖掘新的基
1983年采用农杆菌介导法培育出世界上第一例转基因植 物——转基因烟草。
1990年美国政府首次批准一项人体基因治疗临床研究计划， 对一名因腺苷脱氨酶基因缺陷而患有重度联合免疫缺陷症的 儿童进行基因治疗获得成功。
1991年，美国提出人类基因.组计划并实施。
4、鼎盛 发展阶段(21世纪) 2005年完成人类基因组计划。 至今，基因工程药物上市的有几十种，上百种正在进行
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pSC101
pR6-5
抗四环素
抗卡那霉素
EcoRI
DNA连接酶
抗卡那霉 素基因
重组DNA分子
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大肠杆菌
培养平皿
四环素\卡那霉素平板 四环素平板 卡那霉素平板
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三、基因工程的发展
分为艰难阶段、逐渐成熟阶段、迅速发展阶段、鼎盛 发展阶段。 1、基因工程的艰难阶段(1973~1976，载体和受体系统的安全性改造)
基因工程的安全性问题，导致许多国家限制基因重组的实验。 2、基因工程的逐渐成熟阶段(1976~1982，基因工程药物的研制)
1976年, Genentech (Genetic Engineering Technology)公司成立 (by Robert Swanson and Herb Boyer)。
基因工程原理与技术
参考书：
1、《基因工程原理》 吴乃虎 主编 2、《植物基因工程原理与技术》 王关林 主编
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第一章 绪论
第一节 基因工程的概念 基因工程(gene engineering)是现代生物技术的核心内容。 基因工程是在分子水平上进行的遗传操作，是指将一种或多种 生物体的基因分离出来或人工合成基因，按照人们的愿望，进行严 密的设计和体外加工重组，转移到另一种生物体的细胞内，使之能 在受体细胞中遗传表达并获得新的遗传性状而形成新的生物类型的 生物技术。 基因工程的核心内容是基因体外重组(DNA体外重组) 。 基因工程的四大要素(或基本条件)：目的基因、载体、工具酶、 受体。 相关名词：遗传工程、基因工程、基因操作、重组DNA技术、 分子克隆、基因克隆、基因无性繁殖。 基因工程的突出特点：打破物.种间基因交流的界限。
临床试验。 转基因植物迅速发展，目前至少有150种转基因植物问世。 自从1986年抗除草剂转基因烟草被首次批准进入田间试
验以来, 至今国际上已有30个国家批准上千例转基因植物进 入田间试验, 涉及的植物种类达50多种。
自从1994年转基因延熟西红柿获准上市以来，目前至少 有51种转基因植物上市。
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虽然转基因动物比转基因植物诞生早，但其发展比转基
第二节 基因工程的诞生与发展 基因工程诞生于1973年。 一、基因工程诞生的理论和技术基础 1、理论基础 ①DNA是遗传物质； ②DNA分子的双螺旋结构和半保留复制； ③遗传密码的通用性和遗传信息传递的方式。 2、技术基础 ①限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割； ②DNA连接酶的发现与DNA片段的连接； ③基因工程载体的构建与应用。
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SS基因 目的基因
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基因载体
生长激素释 放抑制因子
从动物脑中提取5mg--50万只羊脑
9升工程大肠杆菌 培养液
重组体
大肠杆菌 .
3、基因工程的迅速发展阶段(1982~2000，动植物基因工程育 种与基因治疗)
发展了一系列新的基因工程操作技术，构建了多种转化 原核生物和动物、植物细胞的载体。
1982年首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动 物——转基因小鼠。
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二、基因工程的诞生 1972年，美国斯坦福大学P. Berg研究小组的DNA体外重组实验。 1973年，斯坦福大学的S.Cohen研究小组的DNA体外重组和大肠
杆菌转化实验。(见下两张幻灯片) 同年，加利福尼亚大学的H.Boyer也进行了类似的实验。
这一实验的成功 标志着基因工程 的诞生，因此， 1973年被定为基 因工程诞生的元 年。
因等。 7、应用研究
包括基因工程药物研究、基因疫苗研究、转基因植物研究、 转基因动物研究以及在酶制剂工业、食品工业、化学与能源 工业及环境保护等方面的应用。
.பைடு நூலகம்
二、基因工程的基本操作程序 ①分离获得带有目的基因的DNA片段及载体选择与构建。 ②限制性核酸内切酶分别切割外源DNA和载体。 ③通过DNA连接酶将外源基因DNA片段连接到载体上，
因植物要慢得多！主要原因是动物转基因技术操作烦琐、困
难，动物细胞培养要求高，不易再生出个体。 荷兰的GenPharm公司用转基因牛生产乳铁蛋白，预计每
年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元。
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英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有 α[1]-抗胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。这种病在北美比较常见， 病人以前只能依赖于注射人的α[1]-抗胰蛋白酶做替代疗法， 价格昂贵，而现在用转基因羊来生产，每升这种羊奶可售6000 美元。
形成重组DNA分子。 ④将重组 DNA分子引入到受体细胞(转化)。 ⑤带有重组体细胞(转化体)的扩增及选择培养。 ⑥转化体的鉴定，获得外源基因高效稳定表达的基因工
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中国工程院院士曾溢涛教授研究小组获得5只转基因山羊。 其中一只奶山羊的乳汁中，含有堪称血友病人救星的药物蛋 白——有活性的人凝血因子Ⅸ。
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第三节 基因工程研究的主要内容 一、基因工程研究的主要内容
主要包括：基础研究（载体的研究、受体系统的研究、 目的基因研究、工具酶的研究、转化方法的研究、生物基因 组学研究）和应用研究等。 1、载体的研究
1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的 基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽(见下图)；
1978年Itakura（板仓）等使人生长激素191肽在大肠杆菌中表 达成功；
1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入 大肠杆菌中，并通过发酵生产人胰岛素。从而揭开了基因工程产业 化的序幕。