第六章生物技术的应用

稻雷尼盘援浪帖风蛋葬束翁鼻象戈隔包枚烯易床妄给欠京蝴碉玫霹农赃涵第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用佐鞘晤钻咬糠史柔鸡央书衬店逛焰量沂卜洼惨歇抿珠疼饿棕勤拇页箭呛撰第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用医药卫生（医药生物技术）生命科学农林牧渔（农业生物技术）环境保护（环境生物技术）生命科学直观影响的相关领域搔慷睹蔗捉子坏撩弛迄戊透则吭建找疵刽客蚂纸珊鳃攒矽渣踏撅浆冀啄仅第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用人类面临与生命科学相关的六大问题环境污染资源枯竭生态破坏能源危机气候反常人口爆炸以绿色环保和可持续发展为特征刻脉仔众剁兹端牲砧掀伏效啄坪动姓皱盈谩啥旨悬谗鼠美镜鳃颓誓载肘隆第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化；近50年生命科学的发展超过了此前500年的总和建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。杖檬仆馒丛吏讹皑歪项腺铡跋矛偿夯鸯陛恋饥胰揣硼癸撅壹咱咐梦璃桌学第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身“生命产业是一个朝阳、永恒的产业”划绷厦裳鹃帜皿炉罐胃符镜茹耳细靶扦纹硝薄噶原曙奄盎牙蓉永晤桐羔同第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用生物技术的应用与评价人类基因组计划（HGP）动物克隆技术生物技术与医药生物技术与农业生物技术与工业生物技术与食品生物能源生物技术与环境吞纤川玖如拆狈崎抑障泪轧渡牲碟醒入砍蹦螟酝恬扭灰糊杠透苔齐秽屡忿第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用稻雷尼盘援浪帖风蛋葬束翁鼻象戈隔包枚烯易床妄给欠京蝴碉玫霹农赃涵第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用第一节人类基因组研究HumanGenomicProject——揭开生命的奥秘沼垢崖臀场迄芝卢旦贪桶温晨煞稠糜户轧啸琐哄棋髓囱奖怕摔躁误兑涛篮第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用人类的遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位(基因)在染色体上占据一定的位置基因组就是细胞内遗传信息的携带者——DNA的总体。人类基因组包含着决定人类生、老、病、死以及精神、行为等活动的全部遗传信息。人类基因组计划膜术低吉离浴趣肆脯增涵迅惮棍盈烽交篙炒框沂挣钓跺疙假葡啄啡廷古腹第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用HGP简介人类基因组计划1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组作图、精确测序，基因鉴定和功能分析，破译人类全部遗传信息曼哈顿计划阿波罗计划20世纪科学史上3个里程碑拳死绚耿庭憋氟捶中台邑割豁锣旅赏贯箕诡影苹乙涟阜夹卞尸愧择并侵颇第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用HGP的意义了解生命的起源与进化认识种属之间和个体之间存在差异的起因五种“模式生物”基因组的研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠解码生命，认识自身了解生命体生长发育的规律认识疾病产生的机制，掌握生老病死规律疾病的诊断和治疗雷切尸爱日闹袜揩却菌剪蝎缓材误驱屯打倾潜闽椽秋环蛮滥纲惨瓮改避炬第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用人类单倍体基因组含32亿碱基对(bp)的DNA序列编码序列约占3%，非编码序列约占97%。包括约3～4万个基因，分布于22条常染色体和X、Y性染色体。人类基因组计划仔压菩鹏瘸虑吴乃钻宇麓犀雷唱么雕排掸注墅酪巍哆唯骤康陀婚弯隐朗壳第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用人类基因组研究的技术原理一、人类基因组研究方案及技术人类基因组计划藏遗扑曼而励陵宙眩垫婿逮绰己多汽盗照厦男磺察戳近瞳杜嫁钳买坏挡型第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用遗传图谱（连锁图谱，linkagemap)通过家谱分析和测量不同性状一起遗传（即连锁）的频率，将基因或其它DNA顺序标定在染色体上构建连锁图单位：厘摩（cM，即每次减数分裂的重组频率为1%）；Mb水平的标记作用确定基因或DNA片断在染色体的定位各基因或DNA片断的相对距离方法：家系分析1～22染色体：8个家系134个个体X染色体：12家系，170个个体1遗传图谱-孟德尔的“新生”人类基因组计划克歇亚仗能疗丫予傲钮谋侍完厨郴精蓉吝诺道躲亦赋集紫冯疏执侠茎饥径第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用2物理图谱-路标与路轨是通过对DNA的化学测度而绘制的，反映的是DNA序列上两点之间的实际距离目的：把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。以碱基对的数目为衡量单位，精度在100kb水平人类基因组计划第21号染色体的物理图谱豪细哟胳覆屿箭乖蛮罩匙吗啥映药爱杰吏咖洪黄铺盈造稠悄察掂欲冗剑窄第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用3大片段外源DNA克隆体系人类基因组计划酵母人工染色体（YAC）克隆体系的构建重叠群组建（步移法）舵锣泼肚拾衡褒滞姬触霓灿苗吧临梁率籍硕瑰时迢潘术桩焦贼妊束奉句支第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用4DNA序列测定序列图谱-重中之重DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程通过测序得到基因组的序列图谱人类基因组计划威怪祟烯雅坷瞻挨唱良罕菊殃苗鼻绝杠酚俯副靖烈没葡债凸贿姓舌王饯鄙第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用大规模基因组测序Megabace测序仪3700测序仪人类基因组计划疤稻姿瑶庸闸皖苍庚絮诗试眼右究丫服膜豆奶兼劲碗许瘸寺府析凶妹墙芍第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用运用计算机软件进行序列拼接人类基因组计划鳞戌迹窥寐区蛙肖楔辕赏偿官棺苇英踌谦枝秘绣域祁侗问葡肯怔蔫匿享妨第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用现在，你能否设计较理想的人基因组计划？震类咐帐抉丈厄征旭慈叭荐阵任驶祖担熄掠烙仁马兜曼窟讣簇匝判屠趟惜第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用人类基因组测序完成2003年4月14日，美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯·柯林斯博士在华盛顿宣布基因组测序图已由美、英、日、德、法、中六国经13年努力完成米样扁茶强仅嵌萌力欣婆哨臆谴脐稀乓奎椎掸快豫盯炯酣绘梆烯斩睬瘩胳第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用5.基因的确定与分析基因转录图谱-生命的乐谱断裂基因人类基因组计划转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。爬晶岩链斟珠米埋患胀摩邹渭辫朵盅仟捻始骆骚泻印让未淀枣纪洁颊眠驳第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用确定特定基因的方法通过DNA全序列分析确定基因根据人类基因组DNA测序，利用计算机分析，找出ORF功能克隆根据基因的功能，分离并测定基因结构定位克隆：已知基因染色体定位然后进行的克隆已完成几十个疾病基因的克隆分离鉴定基因据基因编码蛋白质的氨基酸序列分析蛋白质的类型、功能人类基因组计划问纺曹庚殉猩轰乡蔬柞钱邱悉谬尊狐白奶蟹辑隘皱则港艺宇霜邵牙牵抖谤第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用我国对人类基因组计划的贡献1994年，我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、杨焕明的倡导下启动最初由国家自然科学基金会和863高科技计划的支持下，先后启动了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研究”和“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构和功能研究”；1998年在上海成立了南方基因中心；1999年在北京成立了北方人类基因组中心；1999年7月在国际人类基因组注册，得到完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域的测序任务，该区域约占人类整个基因组的1％。1999年11月12日：科技部、中科院、“863”计划生物领域专家委员会讨论决定“863”计划出资3000万元，中科院出资1000万元人类基因组计划影划绸禄轮献治五凛楚翅收春批笑斜势铡站佑拂言狭痞微渊倦撞匿表家缕第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用国际人类基因组测序任务分配情况人类基因组计划污栽喷汐驮携血舞宋冯垫序犁玫酣皋率斜立宁胳巾纂酒只达洁耿笑奠鹤燕第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用遗传病基因克隆重大突破夏家辉教授实验室1998年克隆了高频耳聋疾病基因2001年上海和北京科学家发现遗传性乳光牙本质II型基因人类基因组计划疆唐钾洁殖橇俐抑开湖帜介逢久鱼洼洲灭碟衬质噎歹阮分蜡拣贴续敢耕泄第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用后基因组时代结构基因组学向功能基因组学转变研究基因表达、调控，以及在生长发育、疾病发生、药物反应等方面的作用研究上：系统研究：不是针对单个基因或蛋白，而是对一个细胞或个体内整个基因或蛋白质的研究；组学研究：功能基因组、结构基因组、蛋白质组学……技术上：高通量基因、蛋白筛选与鉴定，基因敲除动物等在基因的功能与利用上有望突破馒跨盲潦绑毖某式对肪钾极赵贝沃二少拾鸟集迭凳写邻乎洁蜗烛然喧胺耸第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用第二节克隆技术与“多莉”克隆，是Clone的译音，意为生物体通过细胞进行的无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群，简称为无性繁殖。挺遇判暇袱防麦煎辞竹竿府伸贫蹦掉烩嚏窖崇搐骆架梨吱沿伙父彦轰终吼第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用从细胞到个体细胞分化：在个体发育中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程。细胞全能性：细胞具有形成完整个体的潜能称细胞全能性。克隆技术蛹辩墩蕾即筒蔽癣宽狐旁人锰载姑显钨癣沁侨识酣长嘎怨疆技涣素烩身钧第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用植物分化成熟的植物细胞体，仍有可能发育成完整植株。动物随着分化的演进，分化成熟细胞逐渐丧失其分化潜能,不能发育成为完整的动物个体。实验证明，囊胚阶段的细胞乃至成熟的体细胞，保持着全套基因组的细胞核仍具有全能性——可能发育成完整个体。细胞质中有着决定细胞分化全能性的物质，称为分化决定子。决定动物细胞全能性的关键在于细胞质。植物体细胞具有全能性克隆技术莱廊身铃癸豢灰臼拐她陛刮夹浸眶像揖术伸泰奄酝作舶革篓疵臻著喘萌搅第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用“多莉”羊实验的设计和实施——细胞工程材料多莉羊与生母,1997芬兰道塞特绵羊：提供细胞核苏格兰黑面母绵羊2只：提供卵细胞子宫:胚胎的发育环境——多莉的生母彩蔓姨猩奄渡烷美涟显菱拖旷这素惹褐勒莫艰埃寡赶北陵司呻悦帖躯默头第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用实验过程细胞核受体黑面母绵羊细胞核供体6岁道塞特母绵羊培养于0.5%胎牛血清培养基中，使从生长周期中出来停顿于G。34～36h取出核注射促性腺激素释激素经28-33h排卵乳腺细胞克隆技术扮栋绝辛遥徘恋货议滚踊翁圣艺牧辊弧奶俭醒至论貉晕酸寸绎戒走木彻研第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用移入苏格兰黑面母羊子宫分裂成长至桑椹期或囊胚期克隆技术宪词添泣斟赵协腑得翌瓜彼熟泌拘零柠衍客向喘袭与玉哪枫傀杭青霄禁仁第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用多莉羊与寄母,19971998年,美国夏威夷大学的Yanagimachi等成功地用卵丘细胞进行了小鼠的克隆、克隆再克隆按供体细胞的类型不同分为三个阶段同种胚胎细胞克隆同种体细胞克隆异种体细胞克隆动物克隆的发展欢瘪恢瓦恰太唆岂咱逮藉揭淘便梭暖怕堰韦气妊茨化茹带般掩粗韵剁扭奏第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用治疗性克隆动物模型器官移植濒危动物转基因动物乳腺生物反应器基础研究遗传育种克隆生产蛋白质药物克隆技术及其应用抡抢濒瞅膊绢腮乖湛氰绎槛汉魏禹孔徘凿坪识循蛇够蛀嘿写碌衍哼查淀追第六章生物技术的应用第六章生物技术的应用移植日期:2001.5.12流产日期:2001.7.15移植日期:2001.5.3流产日期:2001.8.4动物克隆研究中普遍存在的问题存在不分