基因工程及其应用
基因工程及其应用图解
生燃料生产
利用转基因微生物转化生物质， 生产可再生的生物燃料，减少化 石燃料消耗。
生物修复
利用基因工程技术改造微生物， 用于清除污染物，修复环境污染。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
包括基因改良是否符合道德原则，个体权益和公众利益的平衡。
2 风险评估
需要对基因工程技术的长期影响、安全性和环境风险进行全面评估。
3 透明度和监管
建立透明的监管和管理体系，确保基因工程的安全与可持续发展。
基因工程未来的发展趋势和前景
精准医学
基因工程将在个性化医疗方面发挥重要作用，根据 个体基因信息提供定制化的治疗方案。
可持续农业
基因工程将继续提高农作物的适应性和产量，推动 可持续农业的发展。
基因工程及其应用图解
基因工程是一种革命性的科学技术，可以通过改变生物的遗传信息来创造新 的特性和功能。本演示将介绍基因工程的定义、原理、技术以及在农业、医 学和环境保护领域的应用。
基因工程的基本原理和技术
基本原理
通过定向改变生物的遗传物质， 如 DNA 序列，来改变其性状和 表现。
主要技术
包括基因克隆、DNA 合成、基 因编辑和基因传递等技术，可 精确操控生物的基因。
应用案例
例如，利用 CRISPR-Cas9 技术可 以精确编辑人类基因，治疗某 些遗传病。
基因工程在农业中的应用
作物改良
通过转基因技术可使作物具 有较高的产量、抗病性和耐 逆性，提升农业生产效益。
生物农药
利用基因工程技术培育具有 杀虫或杀菌功能的生物农药， 减少化学农药对环境的污染。
缺陷改良
利用基因编辑技术可修复作 物中的基因缺陷，提高其品 质和营养价值。
基因工程及其应用教学设计(优秀7篇)
基因工程及其应用教学设计(优秀7篇)6.2基因工程及其应用教学设计案例篇一一、教学目标的确定课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：关注转基因生物和转基因食品的安全性，这也是本节要达成的主要教学目标。
课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用作为教学目标。
二、--思路第一课时--流程图如下。
第二课时--流程图如下。
三、教学实施的程序教师组织引导学生活动教学意图教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。
教师利用问题探讨，提出问题，组织学生讨论、交流看法。
·为什么能把一种生物的基因嫁接到另一种生物上？·推测这种嫁接怎样才能实现？·这种嫁接对品种的改良有什么意义？教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。
说明本节教学目标。
教师肯定学生合理的想法，引发思考。
你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。
并用问题启发学生：你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。
这样剪切拼接就可以形成重组的dna分子。
将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6重组dna分子的模拟操作），复印后发给各组。
教师提出问题：1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的产品，你对重组dna 的操作有什么新的理解？教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。
人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件 (共38张PPT)
A.同种限制酶
B.两种限制酶
C.同种连接酶
D.两种连接酶
2、DNA连接酶的主要功能是
（）
A.DNA复制时母链与子链之间形成的氢键
B.粘性末端碱基之间形成的氢键
C.将两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D.将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
3、下列有关质粒的叙述，正确的是（ A.质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状
DNA聚合酶：DNA复制时分别以DNA的两 条链为模板形成磷酸二酯键合成新的脱氧 核苷酸链。
逆转录酶：以RNA为模板形成磷酸二酯键 合成新的脱氧核苷酸链
限制酶：切割DNA，断开磷酸二酯键
DNA连接酶：连接两个DNA片段，形成磷 酸二酯键。
（三）基因的运载体
常见种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等
质粒
存在于许多细菌以及酵母菌 等生物的细胞中，是拟核或 细胞核外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
运载体特点： 1、能自主复制并能够转移到
受体细胞并稳定保存 2、有限制酶切位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因 目的基因与运载体结合
B.质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型 环状DNA C. D.质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地 进行
4下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA
连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷 酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细 菌繁殖快
A.① B.
C.①②③ D.②③④
再见！
C.DNA
D.RNA
6.2基因工程及其应用
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生 产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞 内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还 能大大降低生产成本。
(三)基因工程与环境保护：“超级细菌”
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基 因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多 种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属， 分解DDT等毒害物质。
转黄瓜抗青枯病基 转鱼抗寒基因的番 因的甜椒 茄
生长快、肉质好的转 基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长 激素的转基因牛(阿 根廷)
(二)基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶 血栓剂、凝血因子，以及乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的 疫苗等等。
许多药品的生产是从生物 组织中提取的。受材料来源限 制产量有限,其价格往往十分 昂贵
(三)基因的运输工具——运载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的目的基因 (如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有 运输工具,这就是运载体。为什么需要？ 1、作为运载体必须具备的条件 ① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 ② 具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
③ 具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基 因等。 ④ 对宿主细胞无毒害作用。
三、基因工程操作的基本步骤
(一)获取目的基因
基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基 因，也就是目的基因。(如抗虫基因，抗病基因、种 子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基 因等) 获取目的基因的途径主要有两条： 一是从供体细胞的DNA中直接分离基因；
二是人工合成目的基因。(包括反转录法和根据蛋白 质中的氨基酸序列推测出核苷酸序列再经化学方法合 成DNA)
第2节 基因工程及其应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P103
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中 是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落， 保留有表达产物的进一步培养、研究。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
三、基因工程的操作步骤
4：目的基因的检测与鉴定
P103
分子水平检测 ：DNA分子杂交；mRNA分子杂交 ；抗原-抗体杂交 个体水平鉴定：抗虫或抗病的接种试验
转基因食品
安全吗?
P105
转基因植物的安全性争论
P105
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
反对派的观点
P105
• 一英国科学家声称，转基因马铃薯会减 弱老鼠免疫系统功能；
• 美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会 危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
标记基 因，便 于进行 检测。
作为运载体必须具备哪些条件？
（1）一个或多个限制酶的切割位点（以便目的基因的插入）
P103
（2）具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而 同步复制（以便目的基因的复制保留）。 （3） 带有标记基因（鉴别受体细胞中是否含有目的基因） （4） 安全（不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞 中去） （5）分子大小适合（以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作） 实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后 才能用于基因工程操作
制酶） 专一性： 一种限制酶只能
→ 并在特定的切点上切割DNA →
6.2 基因工程及其应用
能生产胰岛素的大肠杆菌
转基因超级小鼠
荧光小猪
导入人基因的小鼠(长出人的耳朵)——器官移植
荧光小鱼
个头特别大的转基因鲤鱼
日 本 生 产 的 转 基 因 方 形 西 瓜
日本转基因蓝色玫瑰
未来会不会出现这样的香蕉？
一、基因工程的概念——分子水平改变生物
标准概念——在生物体外，通过对DNA分子进行人工 “切割”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新 组合，然后导入受体细胞内，使重组基因在受体细胞 内表达，产生出人类所需要的产物。 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 通俗概念——按照人们的意愿，把一种生物的个别基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
富含赖氨酸的转基因玉米
（二）动物基因工程——提高动物生长速度
转生长激素 基因鲤鱼
（二）动物基因工程——生产药物
转有人α-抗胰蛋白酶 基因的转基因羊
（三）基因工程药物
我国生产的部分基因工程药物
（三）基因工程药物
以候云德院士(右)为首的研究 人员，成功地研制出我国第一 个基因工程药物——干扰素
干扰素的生产车间
（四）基因治疗
我国研究人员正在制备用 于治疗的基因工程细胞
为病人注射基因工程细胞
六、转基因生物和转基因食品的安全性
目前，转基因生物和转基因食品的安全性还 没有证实，国际上对于转基因食品的管理主要有 两种态度，即欧洲国家的严格管理的态度和美国 相对宽松的态度。
三、基因操作的基本步骤
细菌 取出质粒 用相同的限制酶切出黏性末端 供体细胞 取出DNA分子 用限制酶切取目的基因
将目的基因插入质粒切口 用DNA连接酶将目的基因与质粒相连 基因工程的 将重组DNA分子导入受体细胞 遗传学原理： 基因重组 重组DNA分子增殖、表达 检测目的基因产物
医学中的基因工程及其应用
医学中的基因工程及其应用基因工程是指利用生物技术手段，对生物体的基因进行修改、操作和调控的过程。
近年来，随着生物技术的不断进步和发展，基因工程技术在医学领域中的应用也越来越广泛。
本文将探讨基因工程在医学中的应用，包括基因治疗、基因诊断以及生物药物的生产等方面。
一、基因治疗基因治疗是指通过将正常的基因导入病患体内，从而达到治疗疾病的目的。
比如，某些疾病是由于基因突变所导致，这时候科学家可以通过基因编辑技术来修复这些基因，从而治愈患病的人。
目前，该技术已经应用于多种疾病的治疗中。
例如，基因治疗在癌症的治疗中应用得较为广泛。
科学家们利用基因编辑技术，将治疗相关的基因导入人体，然后通过体内产生的蛋白质与癌细胞进行作用，达到治疗癌症的目的。
此外，基因治疗还可以用于治疗其他一些疾病，如先天性遗传病、免疫缺陷病等。
二、基因诊断基因诊断是指通过检测个体的基因信息，进而进行疾病的预测、诊断、鉴定和治疗的手段。
随着基因测序技术的发展，基因诊断正逐渐成为一种主流的医学诊断手段。
目前，基因诊断在肿瘤、心血管疾病、遗传病等多种疾病的诊断中得到了广泛的应用。
对于肿瘤的诊断而言，基因诊断可以通过检测病人的DNA或RNA得到其具体的肿瘤类型，然后进一步做出更为精确的治疗方案。
同时，基因诊断技术还可以预测肿瘤的发生、转移及复发的风险等。
对于遗传病而言，基因诊断可以辅助医生进行疾病的早期预测和诊断，使患者通过早期知晓疾病早期进行针对性的治疗。
这对于患者及其家族人员，尤其是在家族中具有遗传基础的人群，是非常重要和有益的。
三、生物药物的生产生物药物是指利用生物技术手段生产出来的药物，因为其具有较高的特异性和生物活性，逐渐成为临床医学的重要药物。
基因工程技术在生物药物的生产过程中发挥着至关重要的作用。
通过基因编辑技术将人体需要的蛋白质基因插入到大肠杆菌、酵母等微生物体内，实现对蛋白质的大规模生产。
这种基因工程技术被称为“蛋白质表达系统”。
基因工程及其应用
基因工程及其应用
基因工程是一种涉及改变生物体基因组的技术，它包括对
基因进行分离、修改和重新组合，以创建具有特定性状的
生物体。
这项技术的出现已经改变了许多领域，包括医学、农业、工业等。
以下是基因工程的一些应用：
1. 医学应用：基因工程在医学领域有广泛应用。
它可以用
于生产重要的药物，例如人胰岛素、生长激素和抗体等。
此外，基因工程还用于研究和治疗基因相关的疾病，如癌症、遗传性疾病等。
2. 农业应用：基因工程在农业领域被用来改良植物和动物
品种，以提高产量、抗病性和耐逆性等。
例如，基因工程
可以将外源基因导入作物，使其具有耐虫、耐病和抗草甘
膦等特性。
3. 工业应用：基因工程可以生产大量的酶和蛋白质，用于
工业生产中的各种过程。
这些酶和蛋白质可以用于生产纤
维素、纸浆、生物燃料和工业化学品等。
4. 环境应用：基因工程还可以用于改变微生物的代谢途径，以提高污水处理、生物修复和废物处理等环境应用的效率。
5. 法医学应用：基因工程可以用于DNA分析，例如在刑事犯罪的调查中用于鉴定嫌疑人和受害者的身份。
尽管基因工程的应用广泛且有潜力，但其发展也面临伦理
和安全的挑战和争议。
因此，在使用基因工程技术时，需
要进行严格的监管，并谨慎权衡其风险和利益。
基因工程及其应用
基因的针线：DNA连接酶
G AA T T C
C T T AA G
DNA连接酶的作用过程
点击播放
3、基因的运输工具——运载体
A:常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
质粒存在于 许多细菌和酵母 菌等生物中,是细 胞染色体外能够 自主复制的很小 的环状DNA分子。
标记基 因，便 于进行 检测。
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
２、基因的针线──DNA连接酶
二、基因表达载体的构建——核心 1.过程:
（1）用一定的_________切 限制酶 割质粒，使其出现一个切口， 黏性末端 露出____________。 同一种限制酶 （2）用___________切断目 相同 的基因，使其产生_____ 的黏性末端 ____________。
切口 （3）将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 处，再加入适量___________，形成了一个重组 DNA分子（重组质粒）
取出DNA
目前被较广泛提取使用 的目的基因有：苏云金杆 菌抗虫基因、人胰岛素基 因、人干扰素基因、种子 贮藏蛋白基因、植物抗病 基因等。
去多余部分
限制酶
目的基因
• 目的基因的获取方法基因组从基因中获取cDNA据已知的氨基酸序列 合成DNA
PCR技术：使目的基因的片段在短时间内 成百万倍地扩增。（图文表述复杂，掠去）
3.基因表达载体的组成：
a、目的基因
基因工程及其应用
通过基因工程给患有遗传病的人 体内导入正常基因可“一次性”解除 病人的疾苦。
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地
检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
质粒是基因工程最常用的运载体。
绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。 有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。
• 大肠杆菌的运质载粒体：
1.能够在宿主细胞最常内用复的质粒是大肠杆 制并稳定保存菌；的质粒，其中常含有抗药 2.具有多个限基制因酶，如切四点环素的标记基因。
以便与外源基因质相粒连的存；在与否对宿主细 3.具有标记基胞因生，存没便有于决定性作用，但 进行筛选． 复制只能在宿主细胞内成。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
2、基因工程与医药卫生
⑴ 基因工程药品的生产
许多药品的生产
是从生物组织中提取
的。受材料来源限制
产量有限，其价格往 往十分昂贵。
第1节 基因工程及其应用
一、基因工程——分子水平改变生命
1、概念: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。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种 生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然 后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物 的遗传性状（目的）。
基因工程及其应用
环境保护
基因工程可用于生物修复、 环境监测和生态系统保护， 有助于解决环境问题和提高 可持续发展。
基因工程在医学领域的应用
ห้องสมุดไป่ตู้
1
基因治疗
通过基因工程技术修复或替换患者的缺陷
药物研发
2
基因，为治疗遗传性疾病提供新的方法。
基因工程用于制备重组蛋白和抗体，加速
药物开发和生产过程。
3
疾病诊断
基因工程技术使得疾病的早期诊断更加准 确和可靠，为个性化医学提供了新的途径。
基因工程在农业领域的应用
转基因作物
基因工程可用于在作物中导入外 源基因，以提高作物的抗虫性、 耐旱性和营养价值。
植物组织培养
基因工程技术可用于培育不孕植 株、繁殖珍稀植物和提高植物生 长速度。
农业生物技术
基因工程在农业领域还可用于动 物遗传改良、育种和疫苗研发， 提高农业生产效率。
基因工程在环境领域的应用
生物修复
基因工程可以用于修复受污染土壤和水体中的有害物质，加速环境恢复过程。
环境监测
通过基因工程技术，可以开发植物和微生物传感器来监测环境中的有害物质。
生态系统保护
基因工程可用于保护濒危物种、恢复破坏的生态系统，维持生物多样性。
基因工程使用了许多工具 和技术，如限制性酶、 DNA合成和蛋白质表达系 统等，以便研究和操作基 因。
基因编辑技术如CRISPRCas9已经革命性地改变了 基因工程领域，使得基因 编辑更加精确和高效。
基因工程的应用领域
生物医学
基因工程在生物医学研究中 有广泛应用，如基因治疗、 药物研发和疾病诊断。
基因工程及其应用
药物研发
食品安全
基因工程在农业领域的应用，如转基 因作物，可以提高产量和抗性，但也 可能引发过敏反应或生态问题。
通过基因工程技术，可以研发出更有 效、副作用更小的药物。
基因工程对生态平衡的影响
转基因作物
转基因作物的种植可能会破坏自然种群的生态平衡，影响土壤健 康和生物多样性。
基因污染
基因工程可能导致基因污染，即非自然发生的基因转移，对环境 和生态系统造成不可逆的影响。
农业领域的应用
作物改良
利用基因工程培育抗虫、抗病、抗旱等性状的作物新 品种。
转基因动物
通过基因工程培育具有优良性状的转基因动物，如高 产奶、抗病等。
生物农药
利用基因工程生产生物农药，减少化学农药的使用， 降低环境污染。
环境领域的应用
污染治理
01
通过基因工程培育出能够降解有机污染物的微生物，用于污染
治理和修复。
环境监测
02
利用基因工程建立环境监测系统，预测和评估环境污染和生态
变化。
生态修复
03
通过基因工程培育出能够改善土壤质量、提高水质的植物和微
生物新品种，促进生态修复。
04
基因工程的安全性和伦理问题
基因工程对人类健康的影响
基因治疗
基因工程在医学领域的应用，如基因 治疗，可以纠正致病基因，提高治疗 效果。
近年来，随着测序技术和合成生物学的发展，基因工程的应用范围和潜力更加广泛 。
基因工程的研究对象和内容
基因工程的研究对象包括DNA、RNA和蛋白质等生物分子，以及这些分 子之间的相互作用和调控机制。
基因工程的主要内容包括基因的克隆和表达、基因的修饰和调控、基因 治疗和基因组编辑等。
基因工程技术与应用知识点
基因工程技术与应用知识点
1.基因工程技术的原理
基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中剪切并插入到另一个物种
的DNA中。
首先，需要获得目标基因的DNA序列，然后通过PCR扩增得到
足够多的目标基因的DNA片段。
接下来，将目标基因的DNA片段与质粒进
行连接，形成重组质粒。
最后，将重组质粒导入宿主细胞中，使其进行复
制和表达。
这样，目标基因就被克隆到宿主细胞的基因组中。
转基因是指利用基因工程技术将外源基因导入目标细胞中，使其产生
新的功能或性状。
转基因主要通过两种方法实现：直接注射外源基因或利
用载体导入外源基因。
直接注射外源基因常用于转基因动物的制作，而利
用载体导入外源基因则常用于转基因植物的制作。
通过转基因技术，可以
实现农作物的抗虫、抗病、抗逆性增强，以及工业酶的大规模生产等。
2.基因工程技术的应用
农业领域：基因工程技术可以用于农作物的抗虫、抗病和抗逆性提高
等方面。
通过转基因技术，可以使植物表达抗虫蛋白，减少对农药的依赖；也可以导入外源基因，增强植物的抗逆性，使其在恶劣环境下仍能正常生长。
工业领域：基因工程技术可以用于工业酶的生产，如乳酸菌发酵生产
乳酸。
此外，基因工程还可以用于生物燃料的生产，如利用转基因酵母生
产乙醇。
第六章第2节基因工程及其应用
形成的黏性末端不同
２、基因的“针线”──DNA连接酶 DNA
连接酶
碱基互补配对
DNA 连接酶
连接酶的作用是：将互补配对的两个 黏性末端连接起来，(即生成：磷酸二酯键) 使之成为一个完整的DNA分子。
DNA连接酶的作用过程
3、基因的运输工具——运载体
（1）作用：将外源基因送入受体细胞。 （2）运载体必须具备的条件：
C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物 5、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在 基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （C） A．人工合成基因 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
① 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ② 有多个限制酶切点，以便于外源基因相
连接。 ③ 具有某些标记基因，以便进行筛选。
（3）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
质粒----基因工程中最常用的运载体。
(1)存在于许多细菌及酵母 菌等生物中。 (2)质粒的存在对宿主细胞 无影响。 (3)质粒的复制只能在宿主 细胞内完成。 (4)细胞染色体外能自主复 制的小型环状DNA分子。 标记基因，便于 进行检测。
种类：目前已知的大约500种
被同一种限制酶切 断的几个DNA是否具有 相同的黏性末端？
黏性末端----碱基互补配对
别一种特定的核苷酸序 列，并在特定的切割点 上将DNA 分子切断。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有 相同的黏性末端？ 具有 不同的限制酶呢？
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供 体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性 内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ 和Ａ之间，这是利用了酶的（ Ｂ） Ａ．高效性 Ｃ．多样性 Ｂ．专一性 Ｄ．催化活性易受外界影响
第2节 基因工程及其应用
4.目的基因的检 测与鉴定
常用的受体细胞： 菌类和动植物细胞
扩增
基因工程的应用
一、基因工程与育种
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物 培养具有各种抗逆性的作物新品种 抗虫原理？抗虫结果？ 获得人们所需要的和具有优良品质的转基因 动物 利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内的 表达
转黄瓜抗青枯 病基因的甜椒 抗除草剂转 基因大豆
基因工程的应用
一、基因工程与农业
固氮基因基因工程：以获得能独立固氮的 新型作物品种。研究经费仅及发展氮肥工 业以达到同样效果的1/200至1/2000；且 更省事。
木质素分解酶或纤维素分解酶基因的酵母 基因工程菌：利用稻草、木屑等地球上贮 量大并可永续利用的廉价原料来直接生产 酒精，为人类开辟一个取之不尽的新能源 和化工原料来源；
临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产。
基因工程的应用
二、基因工程与药物研究
基因工程菌生产人类药物：蛋白类药物（干扰素, 生长激素,促红细胞生成素EPO，集落刺激因子CSF, 白细胞介素IL，表皮生长因子EGF和超氧化物歧化 酶SOD等）的基因，通过载体转入受体细胞（大肠 生产胰岛素历史？ 杆菌，酵母菌）获得表达。 转基因植物：将优质基因，抗性基因（抗虫，抗 病，抗逆，抗除草剂等）转入作物体内，获得转 基因作物。或将疫苗基因转入水果，获得含疫苗 水果（如转基因香蕉）。 转基因动物：将人类蛋白类药物基因转入受精卵， 1987年开始上 转入养母体内，可以产出转基因动物，转基因动 市的干扰素 物(如牛)乳腺可以分泌出含人类蛋白药物的乳汁。
基因工程的原理
二、培育转基因大肠杆菌的简要过程：
普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素) 人体组织细胞
基因工程及其应用
03 基因工程的主要技术
基因克隆技术
原理：通过DN复制技术将目 标基因克隆到载体上
应用：基因工程、生物制药、 基因治疗等领域
技术流程：目的基因的获取、 载体的选择、目的基因与载体 的连接、转化、筛选和鉴定
优点：高效、准确、可重复性 强
基因定点诱变技术
原理：利用基因工程技术在特 定基因位点引入突变
感谢您的观看
汇报人：
基因工程在医学、 农业、环境等领域 有着广泛的应用。
基因工程的发展对 生物技术、生物医 学等领域产生了深 远的影响。
基因工程的历史发展
添加标题 添加标题 添加标题 添加标题 添加标题 添加标题
1972年美国科学家Pul Berg首次成功将两种病毒的DN拼接在一起标志着 基因工程的诞生。
1973年美国科学家Stnley Cohen和Herbert Boyer首次成功将外源基因 插入到细菌中实现了基因工程的首次应用。
06 未来展望
基因工程技术的发展趋势
添加标题
基因编辑技术：CRISPR/Cs9等基因编辑技术的 发展将更加成熟应用范围更广
添加标题
合成生物学：合成生物学的发展将更加迅速创 造新的生物系统
添加标题
基因农业：基因农业的发展将更加迅速提高农 业生产效率
添加标题
基因治疗：基因治疗技术将更加成熟治疗更多 疾病
应用：在基因工程中用于基因 功能研究、基因编辑等
技术特点：精确、高效、可控
发展前景：在生物医药、农业 等领域具有广泛应用前景
基因转录技术
基因转录：将DN中的遗传信息转化为RN的过程 转录酶：负责转录过程的酶 转录产物：mRNtRNrRN等 应用：基因工程生物制药基因诊断等领域
基因编辑技术
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题: 第六章第2节基因工程及其应用制作:李晓琴审阅:李亚平姓名：时间:2009.5
目标导引
1、知道基因工程的概念。
2、知道基因工程中最基本的工具及基本操作步骤。
3、知道基因工程在农业、医药等领域的应用及基因工程产品的安全性问题。
问题导学
基础型
1、什么是基因工程？
2、基因工程的基本操作工具有哪些，各自的作用分别是什么？
3、基因工程的基本操作步骤有哪些？
4、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
5、你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？
分层导练
课堂基础训练
1、下列四条DNA分子中，彼此间具有黏性末端的一组是（）
A．①②B．②③C．③④D．②④
2、DNA连接酶的主要功能是（）
A、DNA复制时促使母链与子链之间形成氢键
B、促使黏性末端碱基之间形成氢键
C、将两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D、将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
3、下列关于运载体的叙述中，错误的是（）
A、与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子
B、运载体上应该有多个限制酶切点
C、目前最常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒
D、具有某些标记基因，便于对其进行了切割
4、如利用细菌大量生产人胰岛素，则下列叙述中不正确的是（）
A、需要适当运载体将人胰岛素基因置入细菌
B、需要适当的酶对运载体与人胰岛素基因进行切割与黏合
C、重组后的运载体DNA，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素
D、生产人胰岛素的细菌也可生产人体糖蛋白
5、基因工程中常用的受体是一些细菌和酵母菌等微生物，这是因为这些微生物（）
A、培养容易
B、性状稳定，变异少
C、繁殖速率快
D、能高效表达供体性状
6、下列不属于基因工程技术制取的药物是（）
A、利用大肠杆菌制取的白细胞介素
B、利用酵母菌制取的干扰素
C、利用青霉菌制取的青霉素
D、利用大肠杆菌制取的胰岛素
课后拓展训练
1、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法中正确的是（）
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中
③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中
A、①②
B、②③
C、③④
D、①④
2、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
下列各项中不能说明目的基因在受体细胞中成功表达的是（）
A、与普通棉花相比，转入细菌毒素蛋白基因的棉花，具有显著的抗虫特性
B、大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C、山羊乳腺细胞中检测到人生长激素
D、酵母菌细胞中提取到人干扰素
3、棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。
我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。
通过基因工程方法，我国已将蛋白基因转入棉花植株并成功表达。
由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会造成死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。
请根据上述材料回答下列问题：
(1)毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质特性来看，蛋白质具有_______性。
(2)转基因棉花的抗虫变异来源，属于可遗传变异类型中的_________________。
(3)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是__________________，此工具主要存在于
___________中，其特点_____________________________ 。
(4)进行基因操作一般要经过的四个步骤是_________________________、________________________、_______________________、_______________________。
（5)“毒蛋白基因转入棉花植株内并成功表达”的含义是_____ _ ________
__________________________________________。
C C。