基因工程及其应用
高中高一生物教案：基因工程及其应用
高中高一生物教案：基因工程及其应用一、教学目标1.理解基因工程的概念、原理及其在各个领域的应用。
2.掌握基因工程的基本操作步骤。
3.培养学生的实验操作能力和创新思维。
二、教学重点与难点1.教学重点：基因工程的概念、原理、操作步骤及其应用。
2.教学难点：基因工程的操作步骤及其实际应用。
三、教学过程第一课时一、导入新课1.利用多媒体展示基因工程在生物技术领域的应用实例，如转基因食品、基因治疗等，激发学生兴趣。
2.提问：同学们，你们知道什么是基因工程吗？它有哪些应用？二、探究新知1.讲解基因工程的概念：基因工程是指按照人们的意愿，通过分子生物学技术对生物体的基因进行重组和改造，使其具有新的性状或功能。
2.讲解基因工程的原理：基因工程利用DNA重组技术，将目的基因插入到载体中，然后将其转化到受体细胞中，使受体细胞具有新的性状或功能。
3.讲解基因工程的操作步骤：（1）目的基因的获取：从基因库中筛选或利用PCR技术扩增目的基因。
（2）载体的选择与制备：选择适合的载体，如质粒、噬菌体等，并将其制备成感受态细胞。
（3）基因重组：将目的基因与载体连接，形成重组DNA。
（4）转化：将重组DNA导入受体细胞。
（5）筛选与鉴定：检测转化后的细胞是否具有新的性状或功能。
4.讲解基因工程的应用：（1）农业：转基因作物、抗病抗虫植物等。
（2）医药：基因治疗、生产生物药物等。
（3）环境保护：生物降解污染物、生产生物农药等。
（4）其他领域：生物制药、生物能源等。
三、课堂小结2.提问：同学们，你们能用自己的语言概括一下基因工程的应用领域吗？第二课时一、复习导入1.复习上节课的学习内容，提问：什么是基因工程？它有哪些应用？二、实验操作1.分组讨论：如何进行基因工程实验？2.学生展示实验方案，教师点评并给出建议。
3.学生进行实验操作，教师指导。
三、课堂小结2.提问：同学们，你们在实验过程中遇到了哪些问题？是如何解决的？四、课后作业1.根据教材内容，完成课后练习题。
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
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。
基因工程及其应用生物必修
PCR技术 PCR技术是一种在体外快速扩增特定DNA片段的技术，广泛应用于基因 克隆和检测中。
在基因工程中的应用 基因克隆与PCR技术是基因工程中的重要技术手段，能够实现目的基因的 高效获取和扩增，为后续的基因表达和功能研究奠定基础。
基因工程是一种定向、精确地改变生物 遗传性状的技术手段，通过对特定基因 的修饰或添加，实现对生物体的遗传改 良。 基因工程是指通过人工操作对生物体的 基因进行剪切、拼接和重组，从而实现 对其遗传特性的改造和优化。
基因工程的历史与发展
1970年代 基因工程的萌芽阶段，科学家开始了解DNA结构和功能，并尝 试通过限制性内切酶进行初步的基因操作。 1980年代 基因工程进入快速发展期，随着PCR技术、基因克隆和表达载 体等关键技术的突破，基因工程的应用领域不断扩大。 1990年代至今 基因工程技术不断完善和创新，涉及领域包括农业、医学、工 业和环保等，为人类解决许多难题提供了有力支持。
基因编辑技术的发展
基因编辑技术是近年来发展迅速的生物技术，其中 CRISPR-Cas9系统是最常用的基因编辑工具之一。随着技 术的不断改进和完善，基因编辑的效率和准确性将进一步 提高，有望在未来的生物科学研究中发挥更大的作用。 基因编辑技术有望应用于治疗遗传性疾病和传染病，例如 罕见病、癌症和艾滋病等。通过编辑人类基因组，可以纠 正缺陷基因，预防和治疗遗传性疾病，提高人类健康水平。
基因工程工具与技术
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地 阐述你的观点
2
限制性核酸内切酶
1 3
识别特定DNA序列 限制性核酸内切酶能够识别并切割DNA 分子中的特定序列，是基因工程中的关键 工具之一。
基因工程及其应用(公开课)
单击此处添加小标题
四、基因工程的应用
单击此处添加小标题
⑵ 基因诊断与基因治疗
四、基因工程的应用
基因诊断——DNA探针
概念：是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。 条件：（1）必须是单链； 带有容易被检测出来的标记物。 原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
目的基因的检测和表达
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。
表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
三、基因操作的基本步骤
三、基因操作的基本步骤
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
四、基因工程的应用
基因工程与作物育种 转入苏云金杆菌的一个抗虫基因， 是中国目前最主要的转基因作物 转基因抗虫棉花
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
目的基因与运载体结合
三、基因操作的基本步骤
01
02
常用的受体细胞：
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
导入方式：
主要借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径
目的基因导入受体细胞
三、基因操作的基本步骤
1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。 2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。
基因工程及其应用
几种常用限制性内切酶及其酶切位点
限制性内 切酶
识别位点
限制性内 切酶
识别位点
EcoRⅠ XbaⅠ XhoⅠ NdeⅠ
G↓AATTC T↓CTAGA C↓TCGAG CA↓TATG
ApaⅠ BglⅡ ClaⅠ SmaⅠ
GGGCC↓C A↓GATCT AT↓CGAT CCC↓GGG
-
8
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
大米细胞(含相应基因)
表达
大米植株(长黄金大米) • 黄金大米的培育有哪些关键步骤？ • 解决培育黄金大米的关- 键步骤要哪些工具？ 5
1、基因工程的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
来源: 主要存在于微生物 种类: 已发现的有200多种 特点: 一种限切酶只能识别一种特定的核苷
酸序列,并在特定切点切割DNA分子 作用于： 磷酸二酯键
解DDT等毒害物质的细菌。-
33
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。
-
34
-
35
水母
-
36
-
37
普通大米
黄金大米
-
1
-
2
学习目标：
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；
关注转基因生物和转基因食品的安全性。
学习重点：
基因工程的基本原理； 基因工程的安全性问题。
学习难点：
基因工程的基本原理； 转基因生物与转基因食品的安全性。
-
3
基因工程：即 基因拼接技术或DNA重组技术 。
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从
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