基因工程知识点图解

基因工程ppt课件

的基
出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有
本内
相应变化的个体进一步培养、研究。
容
例：用棉铃饲喂棉
铃虫，如虫吃后不出现
中毒症状，说明未摄入
中
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教
馆
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源
中心
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目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。
基因工程的基本内容
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资
源
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提取目的基因
将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。
取出 DNA
用限制酶切断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。
提取目的基因的方法（一）
基直接分离基因——鸟枪法
因工
将供体生物的DNA用限制
程的
酶切割为许多片段，再用运载
基本Biblioteka 体将这些片段都运载到受体生
内物的不同细胞中去。只要有一
容个细胞获得了需要的目的基因
并得以表达，基因工程就算成
功了。
中央
该法最大的缺点是带有很
电教
大的盲目性，工作量大，成功
馆
资源
率低。且不能将真核生物的基
中心
16 因转移到原核生物中去。
用限制酶切成许多
源
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几种限制性内切酶
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基因工程的基本内容
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教

基因工程知识点

基因工程各章知识点第一章绪论1．基因工程的首例操作实验三大理论基础：DNA是遗传物质、DNA的双螺旋结构和半保留复制、遗传密码的破译和遗传物质传递方式的确定三大技术基础：限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割、DNA连接酶的发现与DNA片段的连接、基因工程载体的研究与应用基因工程的诞生：72年，P.Berg首次实现体外DNA重组：体外用EcoRI分别切割SV40和λDNA,并用T4 DNA连接酶连接成为重组的杂种DNA分子73年，S.Cohen 体外重组DNA并转化：具Kanr的E.Coli质粒R6－5和具Tetr的E.Coli质粒pSC101切割并连接转化的大肠杆菌具有双重抗性S.Cohen 和H.Boyer首次实现真核基因在原核中表达：将非洲爪蟾的DNA与E.Coli质粒（pSC101）体外切割并连接，转化大肠杆菌2．基因工程的基本概念基因工程是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种新物体（受体）内，使之稳定遗传并表达出新产物或具有新性状的DNA体外操作技术，也称为分子克隆或重组DNA 技术。

供体、载体、受体是基因工程的三大基本元件。

3．基因工程的基本操作过程a分离目的DNA片段：酶切、PCR扩增、化学合成等。

b重组：体外连接的DNA和载体DNA，形成重组DNA分子。

c转化：将重组DNA分子导入受体细胞并与之一起增殖。

d筛选：鉴定出获得了重组DNA分子的受体细胞。

e对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。

第二章载体1．理解用PBR322和PUC18作载体的克隆外源基因的原理。

答案不确定PBR322作载体的克隆外源基因的原理:PBR322质粒具有12 种限制性内切酶的单一识别位点：Tet r 基因内有7个酶切位点：Bam HⅠ，SalⅠ：Amp r基因内有3 个酶切位点：PstⅠ。

Eco RⅠ和HindⅢ不在抗生素基因内，不导致插入失活。

基因工程知识图表

3将目的基因导入受体细胞
导入植物细胞：（1）农杆菌转化法（2）基因枪法（3）花粉管通道法
导入动物细胞：显微注射法
导入微生物细胞：用氯化钙处理使细胞处于感受态，使重组质粒进入
4目的基因的检测和表达
目的基因检测：DNA分子杂交技术，（用探针与需检测的DNA分子杂交）
mRNA检测：DNA分子杂交技术
蛋白质检测：抗原——抗体杂交
性状检测：根据受体细胞或生物体是否表现特定性状来判断目的基因是否表达
基因工程的工具
限制性核酸内切酶（使两个核苷酸之间的磷酸二酯键裂）
特点：一种限制酶只能识别切割一种脱氧核苷酸序列
DNA连接酶
（1）EcoliDNA连接酶：只连接粘性末端
（2）T4 DNA连接酶：连接粘性末端和平末端
运载体：
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
条件：（1）能自我复制（2）有一个至多个限制酶切位点（3）有特殊的标记基因
基因工程
过程
步骤
方法
供体细胞
运载体
目的基因
重组DNA分子
受体细胞
目的基因产物1提取目的基因1从基因组中获取目的基因2人工合成基因：
如：以信使RNA为模板，反转录。
3利用PCR技术扩增目的基因
2基因表达载体构建
用同一种限制酶将运载体和目的基因切出相同的黏性末端，将切下的目的基因片段插入运载体的切口，用DNA连接酶结合

基因工程思维导图(1)

是编码产生蛋白质或RNA 等具有特定功能产物的DNA 片段，是控制生物性状的基本遗孟德尔——遗传因子Yohannsen ——基因摩尔根——基因位于染色体上遗传物质的基础是核酸（DNA ）三联子密码转录与翻译控制生物形状是指对基因进行分离、分析、改造、重组、转移、检测和表达等操作的简称获得目的基因基因与克隆载体连接，形成重组子基本步骤重组子转化受体细胞，获得转化子转化子检测和筛选目的基因在受体中被表达，获得所需的遗传性状或产物基因操作的剪刀：限制性内切酶基因操作的针线：连接酶基因操作的载体：质粒与病毒基因操作的车间：细菌(大肠杆菌）、真菌（酵母）和病毒基因具有相同的物质基础基因是可切割和可粘合的基因是可转移的多肽与基因之间有对应关系遗传密码通用基因可以复制遗传基因操作来定向改变或修饰生物体，并具有明确应用目的的活动。

1973年（基因工程元年）生物感应器遗传改良基因治疗DNA分子内部某种特殊的核苷酸序列，限制性内切酶第一个字母：取宿主属名首字母，大写斜体。

第二、三个字母：取宿主种名前两个字母，小写斜体第四个字母：为宿主的株号，正体第五个字母：发现顺序号，大写罗马字体，正体现象限制与修饰 1型种类 2型3型识别长度：4-8个碱基，最常见6个碱基限制酶识别序列识别序列结构:回文结构切割位置：在识别位置的内部或两侧平末端黏末端不同或相同末端的限制性内切酶。

即不同来源的限制性内切酶可切割相同的序列。

限制酶产生的末端同序同切酶（完全同裂酶）同序异切酶（非完全同裂酶）同尾酶：指来源各异，识别靶序列各不相同，但切割产生相同末端的限制性内切酶。

同尾酶切割DNA得到的产物可进行互补连接。

DNA末端长度对限制酶切的影响位点偏爱星星活性缓冲液酶切反应条件反应温度反应时间终止酶切方法：EDTA螯合镁离子，加热，苯酚抽提去除蛋白质或试剂盒纯化DNA影响限制酶活性因素：DNA样品浓度，甲基化程度，分子结构，缓冲液性质，酶切温度时间概念：催化3'羟基和5'磷酸基之间形成磷酸二酯键，使断开的DNA连接起来的酶。

基因工程-PPT课件

干扰素 1200 升人血 2－3 万美元 / 病人
1 升发酵液 200－300 美元 / 病人
国外生物医药的发展
➢1976年第一家基因工程技术开发药物的公司建立。 ➢1982年第一个基因工程药物重组人胰岛素正式生产，推向市场。 ➢2019年全球生物技术公司总数已达4284家，美国占34％。 ➢2019年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元。 ➢2019年市场上的生物技术药物达到200种左右，而在研的药物为600种。 ➢全世界已有2.5亿人使用生物技术药物和疫苗。
• 曼哈顿计划 • 阿波罗计划
20世纪科学史上3个里程碑
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
甜椒在栽培的过程中，容易受病毒的感染。我国科学工作者，采用转基因技术，培育出抗病毒的甜椒。
油菜是人们食用油的主要来源之一。一般油菜籽的含油量约为40％左右。通过转基因技术，培育出来的油菜籽，可以大大地提高它的出油率。而且油的纯度质量更好。
玉米是主要粮食之一，又可以提炼油脂，也可以用作食品和工业的原料以及作饲料，浑身是宝。人们称它是含金的植物。如今培育出转基因玉米，品质更好，产量更高。
淋巴细胞ADA酶恢复至正常水平的5%-10% 维持免疫系统功能,改善病人症状
遗传缺陷病人
腺病毒 adenovirus
修正基因
插入修正基因
感染病人細胞
取出病人細胞
修正基因转入到患者体内
注射修正基因

基因工程知识点超全样本

基因工程一、基因工程概念基因工程是指按照人们愿望，进行严格设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新遗传特性，从而创造出更符合人们需要新生物类型和生物产品。

由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工额，因而又叫做DNA重组技术。

二、基因工程基本工具1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”2、DNA连接酶-----“分子缝合针”3、基因进入受体细胞载体-----“分子运送车”1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。

（2）特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。

（3）切割部位：磷酸二酯键（4）作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链（5）辨认序列特点：（6）切割后末端的种类：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——黏性末端和平末端。

当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。

2．“分子缝合针”——DNA 连接酶（1）作用：将限制酶切割下来DNA 片段拼接成DNA 分子。

（2）类型相似点：都连接磷酸二酯键3．“分子运送车”——载体 (1)载体具备条件：种类 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶来源大肠杆菌T 4噬菌体功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具备一种至各种限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具备标记基因，供重组DNA鉴定和选取。

(2)最惯用载体是质粒，它是一种裸露、构造简朴、独立于细菌拟核之外，并具备自我复制能力双链环状DNA分子。

(3)其她载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒。

(4)载体作用：①作为运载工具，将目基因送入受体细胞。

基因工程知识点图解

基因工程知识点图解1、
2、人工合成目的基因
3、
4、
原核、真核基因表达比较
5、利用PCR技术扩增目的基因
6、
7、
8、总结
基因工程相关原理
1）目的基因与受体细胞DNA分子相互整合的原理：两者的组成成分及结构基本相同
2）目的基因在受体细胞内表达合成蛋白质的原理：目的基因通过转录和翻译表达遗传信息3）目的基因在受体细胞内能表达与供体生物相同产物的原理：生物共用一套遗传密码
4）基因工程育种的原理：基因重组
9、用转基因的动物生产药物
方法：乳腺生物反应器。

基因工程知识点全

第一章第二章第三章基因工程概述1.什么是基因工程，基因工程的基本流程？基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。

从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。

因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素。

1.分离目的基因2.限制酶切目的基因与载体3.目的基因和载体DNA在体外连接4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养5.选择、筛选含目的基因的克隆6.培养、观察目的基因的表达第四章基因工程的载体和工具酶1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？具有对受体细胞的可转移性或亲和性。

具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。

具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。

具有合适的筛选标记。

分子量小，拷贝数多。

具有安全性。

2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒3. 质粒的构建（1）删除不必要的DNA 区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源DNA 片段的装载量。

一般来说，大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。

（2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的mob 基因，杜绝重组质粒扩散污染环境，保证DNA 重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因，提高质粒的拷贝数（3）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受体细胞。

（4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的DNA序列，即多克隆接头（Polylinker），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。

（5）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。

基因工程主要操作流程及图解

基因功能研究
通过动物模型研究基因在生物体内的功能及其调控机制，揭示生命活动的本质。
动物模型构建方法和注意事项
构建方法：包括自然突变筛选、化学诱变、物理诱变和基因编辑技术等。其中，基因编辑技术如CRISPRCas9等已成为主流方法。
注意事项
选择合适的动物种类和品系，确保实验结果的准确性和可重复性。
基因工程主要操作流程及图解
$number {01}
目录
• 基因工程概述 • 基因工程基本操作流程 • 基因表达调控技术 • 蛋白质纯化与功能分析技术 • 细胞培养、转染和稳定株构建技
术 • 动物模型在基因工程中应用 • 总结与展望
01
基因工程概述
定义与发展历程
定义
基因工程是通过改变生物体的遗传物质，来实现对生物性状和功能的定向改造的一门技术。
通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）或基因重组技术将目的基因整合到细胞基因组中，实现稳定表达。
筛选方法
利用抗生素抗性基因或荧光标记基因进行初步筛选，再通过qPCR、Western blot等方法对稳定株进行鉴定和验证。
06
动物模型在基因工程中应用
常见动物模型类型及其特点
小鼠模型
繁殖周期短，基因型确定，适合大规模遗传研究。
转化细胞筛选与鉴定
01
02
03
抗性筛选
报告基因检测
PCR或测序鉴定
利用选择性培养基筛选转化细胞，如抗生素或营养缺陷型培养基。
通过检测报告基因的表达情况，间接判断目标基因是否整合到受体细胞基因组中。
利用PCR或测序技术直接检测目标基因在转化细胞中的存在和表达情况。
03
基因表达调控技术

【专题】基因工程知识图解(全面)

存在技术、伦理道德以及安全性方面的诸多困难。
展望
如果这些问题能逐一解决的话，基因治疗将推动21世纪的医学革命。
1.4蛋白质工程
产生
(崛起)
基础
基因工程
缘由
内容
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
用化学方法人工合成
适用范围
基因比较小，核苷酸序列已知的基因；
仪器
可用DNA合成仪人工合成。
基因表达体的构建（核心）
目的
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可遗传给下一代；
使目的基因能够表达和发挥作用。
组成
启动子
位置
基因的首端
作用
是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需蛋白质。
目的基因是否翻译成蛋白质
从转基因生物中提取蛋白质；用相应的抗体进行抗原─抗体杂交；有杂交带表明目的基因已形成蛋白质。
个体生物学水平鉴定：如抗虫或抗病性状的接种实验；与天然产品的的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，分别与运载体连接，导入受体菌群体中储存，每个受体菌中都含有一段不同的DNA片段。
举例
利用蛋白质工程延长干扰素的保存时间；
利用蛋白质工程提高玉米中赖氨酸的含量；
许多工业用酶改变天然酶的特性后，使之适应生产和使用需要。
基本
原理
流程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）→合成DNA→表达出蛋白质，参见教材图1-29。
内容
(概念)