高二生物基因工程简介(中学课件201909)

迄今为止，有300多种 微生物中分离出4000 种限制酶
大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。 限制酶
限制 酶
被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
平末端
提问
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端。 • 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的 DNA分子了。
它们有什么作用？
条件
过程:
质粒
目的基因
同一种 限制酶处理
一个切口 两个黏性末端
两个切口 获得目的基因
表 DNA连接酶 达 载 体
3. 目的基因导入受体细胞 • 常用的受体细胞：
有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细A
反转录 cDNA (互补DNA） DNA聚合酶
mRNA 反转录酶
cDNA
基因重组
双链DNA
④利用PCR技术扩增目的基因
PCR——聚合酶链式反应
是一项生物体外复制特定DNA片 段的核酸合成技术。通过此技术，可 获取大量的目的基因。
使目的基因的片 段在短时间内成百 万倍地扩增。
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
转化过程:
表 植 农 Ti质粒 构建 达 转入 插入 植物细胞 表达 新 导入 物 杆 性 染色 DNA 载 细 菌 状 目的基因 体 胞
（2）基因枪法

基因工程 是指按照人们的愿望,进行严格的 设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋 予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人 们需要的新的生物类型和生物产品.(又叫DNA 重组技术)
考点一、基因工程诞生的理论基础：
(1)DNA是生物的主要遗传物质。 (2)基因是控制生物性状的基本单位。 (3)遗传信息的传递遵循中心法则。 (4)生物界共用一套遗传密码子多DNA 片段,导入受体菌的群体中储存,各个受 体菌
直接分离： 鸟枪法 人工合成 反转录法
2）噬菌体或某些动植物病毒
三、基因的载体 —“分子运输车”
3、载体的种类：
质粒是一般专指细菌、酵母菌和放线菌等生 物中核区以外的环状DNA分子。
质粒是基因工程最常用的运载体。
最常用的质粒是 大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基 因，如四环素的标 记基因。质粒的存 在与否对宿主细胞 生存没有决定性作 用，但复制只能在 宿主细胞内成。 • 大肠杆菌的质粒：
※ 利用PCR技术扩增目的基因
二、基因表达载体的构建 (核心)
1、基因表达载体的作用 a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并 遗传给子代
b、同时使目的基因能表达和发挥作用
二、基因表达载体的构建
2、基因表达载体的组成
目的基因 启动子 终止子
标记基因
二、基因表达载体的构建
化学合成
目的基因
比较上述三种目的基因提取方法的优缺点
优点 鸟枪法
操作简便 成本低
缺点
工作量大，盲目，分 离出来的有时并非一 个基因 操作过程麻烦，mRNA 很不稳定，要求的技 术条件较高 仅限于合成核苷酸 对较少化学合成 专一性最强 法
※ 利用PCR技术扩增目的基因
前提：一段已知目的基因的核 苷酸序列(合成引物) 原理：DNA的复制 条件：模板DNA、引物、四种脱 氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶等。 过程：变性→复性(退火)→延伸 结果：目的基因的数量呈指数增加(2n)

目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
(三)将目的基因导入受体细胞
转化——
导入方法
动物细胞——显微注射法(受精卵)
微生物细胞——感受态细胞（Ca2+）
植物细---
目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程
（第二代基因工程）
2.对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下： （1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。 （2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
限制酶
黏性末端
同一种限制酶
的黏性末端
切口
DNA连接酶
相同
(二)基因表达载体的构建
基因表达载体的组成：
复制原点+启动子+目的基因+终止子+标记基因
启动子：结合RNA聚合酶 开始转录mRNA
终止子：位于基因尾端 终止转录mRNA
标记基因：鉴别目3、获取方法：
① 概念：PCR全称为_______________，是一项 在生物____复制__________ _的核酸合成技术
③条件：________ 、 _______________、 ___________ 、 ___________. 前提条件：
DNA探针和目的基因单链杂交
方法：DNA分子杂交
方法:分子杂交
方法：抗原抗体杂交

前沿的学科，将对医学、农业、环境和能源等领域带来深刻的变革和进步。了解基因工程的基本概 念、应用和挑战，是我们迎接未来科技发展的重要一步。
基因转导
将外源基因导入目标细胞，实 现基因功能的调控和表达。
基因编辑
利用CRISPR-Cas9等技术，对基 因组中的特定位置进行精确编 辑和改造。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
基因工程涉及对生命和基因的控制，引发伦理和道德层面的反思和讨论。
2 风险问题
基因工程可能带来环境风险和基因突变等潜在问题，需要严格的安全评估和监管。
《基因工程简介》PPT课 件
基因工程是一门研究控制和改变生物基因组的学科。通过改变生物体基因组 的结构和组织，可以产生改善农作物、生产药物、治疗疾病等社会需求的生 物。
基因工程的定义
基因工程是一种重要的生物技术，利用现代分子遗传学和基因组学知识，设 计和操作基因的技术，以改变生物体的特征，实现对生命过程和物质转化的 控制。
农业生产
基因工程可以改良农作物，提高产 量和耐性，解决粮食安全和环境问 题，为农业生产带来巨大变革。
基因编辑
通过基因编辑技术，可以精确修改 和调整生物基因组，开辟了新的治 疗疾病和改良物种的途径。
基因工程的主要技术方法
基因克隆
将感兴趣的基因从一个物种转 移到另一个物种，以实现基因 的功能研究和应用。
3 社会问题
基因工程引发公众关注和争议，涉及科技发展与社会责任之间的平衡问题。
基因工程的未来发展趋势
精准医学
基因工程将深化个体基因组研究， 实现个体化治疗和预防，推动精 准医学的发展。
生物能源
基因工程技术有望提升生物能源 的生产效率，推动可再生能源的 发展和应用。