基因工程简介
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1 什么是基因工程? 2 基因工程的基本操作程序是什么? 3 基因工程的工具主要有哪些? 4 基因工程主要应用在哪些方面？
36
生命科学院
感谢在此次课件制作 中给予我们帮助的老 师和同学!
37
都有侵染或进入 宿主细胞的能力
17
生命科学院
常用载体： 质粒、噬菌体和动、 植物病毒等。 其中质粒存在于许 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.
18
标记基 因，便 于进行 检测。
生命科学院
19
生命科学院
基因工程:是当前科技发展最为迅
速的领域之一，“人类基因组计划” 的初步完成，标志着基因工程发展到 一个新的历史阶段。基因工程在医药 卫生、农牧业食品 工业及环境保护等 方面的应用，刺激着普通民众的神经， 成为人们关注的热点。
3
生命科学院
4
生命科学院
原 理： 基因重组 基因工程:即基因拼接技术或DNA重组技
术。通俗的说，就是按照人们的意愿， 操作水平： DNA分子水平 把一种生物的某种基因提取出来，加以 结 果： 定向地改造生物的遗传性状， 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞 获得人类所需要的产品 里，定向地改造生物的遗传性状 。
20
生命科学院
（一）基因工程与医药卫生
分离干 1990年9月14日美国政府 细胞 取患者 首次批准了一项基因治疗 骨髓 病毒 临床研究计划：对一台患 正常基因 有腺苷脱氨酶（ADA）缺 注入患 陷的重度联合免疫缺陷症 者体内 （SCID）4岁女童进行基 因治疗并获得成功。该患 并入正常基因 基因治疗 的干细胞 者今年已经10岁了。从而 开创了医学界的新纪元。
限制性核酸内切酶 指“限制性内切酶 ” （ Restriction endonucleases）: 来源: 微生物 是一类能够识别双链DNA分子 特点: 一种限切酶只能识别一种特定的 中某种特定的核苷酸序列，并 核苷酸序列,并在特定切点切割 能精确特异地切割双链DNA分 子的核酸内切酶。 这个特点说明了：酶具有专一性
供体细胞
目的基因 受体细胞 获得新性状
5
生命科学院
6
7
那么，将目的基因 导入受体细胞需要 那些工具呢？
国内首批乳铁蛋白转基因奶牛
8
生命科学院
9
生命科学院
基因的重组与分离，涉及一系列相关的 酶促反应，其中参与反应的酶主要有：
限制性内切酶 连接酶
10
生命科学院
1、基因工程的“剪刀”
“ ”
25
生命科学院
地 衣 苔 藓
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏 地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死 亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
26
生命科学院 ⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污 染环境的物质。
石油污染
喷洒工程菌清除石油污染
27
生百度文库科学院
28
生命科学院
书目主要来源于:《生物》 人民教育出版社
1 必修2
什么是 基因工 程？ 基因工 程在生 活中有 什么应 用呢？
2
生命科学院
转基因小鼠 导入人类基因，具有 较强的学习能力。在 迷宫实验中，它对迷 宫中食物存放地点记 忆比普通鼠清楚。
转基因羊 具有生长快、毛 质、肉质好、疾病少 及耐粗饲料等优点。
15
生命科学院
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏 性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA 分子。
16
生命科学院
目的基因
3、基因工程的载体
A、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；
条 B、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点 件 最好只有一个），以便与外源基因连接；
C、具有标记基因，便于进行筛选。
载体的共 同特点是
基因治疗是 把健康的外 源基因导入 有基因缺陷 的细胞，达 到治疗疾病 的目的。
21
生命科学院
(二)基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术，可以培养优质、高产、 抗性好的农作物及畜、禽新品种
肉生 质长 好快 的、 转耐 基不 因良 鱼环 境 、
乳汁中含有人生长激素的转 22 基因牛(阿根廷)
遭受虫害的普通玉米
抗虫的Bt转基因玉米
23
生命科学院
转鱼抗寒基 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 因的番茄 不会引起过敏的转基因大豆
24
生命科学院
（三）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
生命科学院
我们相信，随着基因工 程的不断发展与完善，它将 给人类带来更多的惊喜、财 富、健康和幸福。
29
生命科学院
31
生命科学院
32
生命科学院
转基因玫瑰亮相
33
生命科学院
转基因草莓
彩虹花椰菜
34
基因工程不是发现，而是创造 只 有 想 不 到 的 没 有 办 不 到 的
35
生命科学院
思考题
11
生命科学院
思考:
1、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？
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
12
生命科学院
限制性内切酶
限制 酶
限制 酶
13
生命科学院
黏性末端
G C T T A A
黏性末端
A A T T C G
(1)作用特点： 特异性，即识别特定核苷酸序列，
切割特定位点。
(2)结 果： 产生黏性未端（碱基互补配对）。
14
生命科学院
2、基因工程的 “针线” DNA连接酶：能够借助ATP或
NAD+水解提供的能量,将DNA链 指“DNA连接酶” 上彼此相邻的3’-羟基(-OH)和5’-磷 作 连接“梯子”断口的“扶 酸基团(-P)，在NAD+或ATP供能 手”而非“梯子”中间的 用 “踏板”。 的作用下，形成磷酸二酯键。是 特 其作用与限制性内切酶相反， 一种封闭DNA链上缺口酶。 作用点相同 点
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感谢在此次课件制作 中给予我们帮助的老 师和同学!
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都有侵染或进入 宿主细胞的能力
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常用载体： 质粒、噬菌体和动、 植物病毒等。 其中质粒存在于许 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.
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标记基 因，便 于进行 检测。
生命科学院
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生命科学院
基因工程:是当前科技发展最为迅
速的领域之一，“人类基因组计划” 的初步完成，标志着基因工程发展到 一个新的历史阶段。基因工程在医药 卫生、农牧业食品 工业及环境保护等 方面的应用，刺激着普通民众的神经， 成为人们关注的热点。
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生命科学院
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生命科学院
原 理： 基因重组 基因工程:即基因拼接技术或DNA重组技
术。通俗的说，就是按照人们的意愿， 操作水平： DNA分子水平 把一种生物的某种基因提取出来，加以 结 果： 定向地改造生物的遗传性状， 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞 获得人类所需要的产品 里，定向地改造生物的遗传性状 。
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生命科学院
（一）基因工程与医药卫生
分离干 1990年9月14日美国政府 细胞 取患者 首次批准了一项基因治疗 骨髓 病毒 临床研究计划：对一台患 正常基因 有腺苷脱氨酶（ADA）缺 注入患 陷的重度联合免疫缺陷症 者体内 （SCID）4岁女童进行基 因治疗并获得成功。该患 并入正常基因 基因治疗 的干细胞 者今年已经10岁了。从而 开创了医学界的新纪元。
限制性核酸内切酶 指“限制性内切酶 ” （ Restriction endonucleases）: 来源: 微生物 是一类能够识别双链DNA分子 特点: 一种限切酶只能识别一种特定的 中某种特定的核苷酸序列，并 核苷酸序列,并在特定切点切割 能精确特异地切割双链DNA分 子的核酸内切酶。 这个特点说明了：酶具有专一性
供体细胞
目的基因 受体细胞 获得新性状
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那么，将目的基因 导入受体细胞需要 那些工具呢？
国内首批乳铁蛋白转基因奶牛
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生命科学院
基因的重组与分离，涉及一系列相关的 酶促反应，其中参与反应的酶主要有：
限制性内切酶 连接酶
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生命科学院
1、基因工程的“剪刀”
“ ”
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生命科学院
地 衣 苔 藓
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏 地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死 亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
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生命科学院 ⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污 染环境的物质。
石油污染
喷洒工程菌清除石油污染
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生命科学院
书目主要来源于:《生物》 人民教育出版社
1 必修2
什么是 基因工 程？ 基因工 程在生 活中有 什么应 用呢？
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生命科学院
转基因小鼠 导入人类基因，具有 较强的学习能力。在 迷宫实验中，它对迷 宫中食物存放地点记 忆比普通鼠清楚。
转基因羊 具有生长快、毛 质、肉质好、疾病少 及耐粗饲料等优点。
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生命科学院
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏 性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA 分子。
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生命科学院
目的基因
3、基因工程的载体
A、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；
条 B、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点 件 最好只有一个），以便与外源基因连接；
C、具有标记基因，便于进行筛选。
载体的共 同特点是
基因治疗是 把健康的外 源基因导入 有基因缺陷 的细胞，达 到治疗疾病 的目的。
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生命科学院
(二)基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术，可以培养优质、高产、 抗性好的农作物及畜、禽新品种
肉生 质长 好快 的、 转耐 基不 因良 鱼环 境 、
乳汁中含有人生长激素的转 22 基因牛(阿根廷)
遭受虫害的普通玉米
抗虫的Bt转基因玉米
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生命科学院
转鱼抗寒基 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 因的番茄 不会引起过敏的转基因大豆
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生命科学院
（三）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
生命科学院
我们相信，随着基因工 程的不断发展与完善，它将 给人类带来更多的惊喜、财 富、健康和幸福。
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生命科学院
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生命科学院
32
生命科学院
转基因玫瑰亮相
33
生命科学院
转基因草莓
彩虹花椰菜
34
基因工程不是发现，而是创造 只 有 想 不 到 的 没 有 办 不 到 的
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生命科学院
思考题
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生命科学院
思考:
1、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？
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
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限制性内切酶
限制 酶
限制 酶
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生命科学院
黏性末端
G C T T A A
黏性末端
A A T T C G
(1)作用特点： 特异性，即识别特定核苷酸序列，
切割特定位点。
(2)结 果： 产生黏性未端（碱基互补配对）。
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生命科学院
2、基因工程的 “针线” DNA连接酶：能够借助ATP或
NAD+水解提供的能量,将DNA链 指“DNA连接酶” 上彼此相邻的3’-羟基(-OH)和5’-磷 作 连接“梯子”断口的“扶 酸基团(-P)，在NAD+或ATP供能 手”而非“梯子”中间的 用 “踏板”。 的作用下，形成磷酸二酯键。是 特 其作用与限制性内切酶相反， 一种封闭DNA链上缺口酶。 作用点相同 点