基因与基因工程PPT课件
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基因工程PPT课件 第一章 绪论
Figure 1
This figure is purely diagrammatic. The two ribbons symbolize the two phophate-sugar chains, and the horizonal rods the pairs of bases holding the chains together. The vertical line marks the fibre axis.
❖基因表达调控研究
基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译。在个体生长发育 过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节） ，并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。
原核生物的基因组和染色体结构都比较简单，转录和翻译在同 一时间和空间内发生，基因表达的调控主要发生在转录水平。
真核生物转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开，且在转 录和翻译后都有复杂的信息加工过程，其基因表达的调控可以 发生在各种不同的水平上。其基因表达调控主要表现在信号传 导研究、转录因子研究及RNA剪辑3个方面。
2021/7/23
18
注：文档资料素材和资料部分来
广义上，分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大 分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生 命现象和生物规律，但目前主要研究基因的结构与 功能、复制、转录、表达和调控，确切地应称为分 子遗传学。
2021/7/23
6
第一节 引 言
DNA
mRNA
16S rRNA
tRNA
生物 大分子
蜘蛛毒素 金属硫蛋白
第三节 分子生物学的研究内容 ❖分子生物学的研究内容：
DNA重组技术 基因表达调控研究 结构分子生物学 基因组、功能基因组与生物信息学研究
高中生物基因工程课件
毒性和提高免疫原性。
基因工程疫苗的应用
03
预防传染病，如乙型肝炎疫苗、人乳头瘤病毒疫苗等，降低人
群发病率。
基因工程抗体
基因工程抗体的种类
包括单克隆抗体、双特异性抗体、人源化抗体等。
基因工程抗体的制备
通过基因工程技术克隆和表达抗体的重链和轻链可变区基因，与适 当的恒定区基因融合，在哺乳动物细胞中表达。
公众参与与透明度
加强公众参与和透明度，促进利益相关方的对话 和协商，共同制定符合各方利益的决策。
3
国际合作与协调
加强国际合作与协调，共同制定国际性的伦理准 则和法律法规，促进全球范围内的公平和平等。
谢谢
THANKS
生物固氮
通过基因工程技术将固氮基因转入植物，提高植 物的固氮能力，减少化肥使用。
生物农药
通过基因工程技术生产具有杀虫、杀菌作用的生 物农药，减少化学农药的使用。
基因编辑技术
利用基因编辑技术如CRISPR-Cas9等对作物进行 精确的基因改造，提高作物的抗逆性和产量。
05 基因工程与环境保护
CHAPTER
生物的遗传性状。
基因工程原理
基因工程基于分子生物学和遗传学 原理，通过改变生物体的基因组， 实现对生物性状的遗传改良。
基因工程操作步骤
基因工程的操作步骤包括基因克隆 、载体构建、受体细胞转化、基因 表达和产物分离纯化等。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源
基因工程的未来发展
基因工程起源于20世纪70年代，当时 科学家发现了限制性内切酶和DNA连 接酶，为基因操作提供了工具。
基因工程在土壤修复中的应用
土壤修复是指通过各种手段改善土壤质量，降低土壤污染 对环境和人体健康的影响。基因工程技术可以帮助我们培 育出具有特定功能的植物，用于土壤修复。
《基因工程说课》课件
《基因工程说课》ppt课 件
CATALOGUE
目 录
• 基因工程简介 • 基因工程的基本技术 • 基因工程实验操作流程 • 基因工程的安全与伦理问题 • 未来展望
01
CATALOGUE
基因工程简介
基因工程的定义
基因工程是指通过人工操作将外源基因导入细胞或生物体内，以改变其遗传物质， 从而达到改良生物性状、生产生物制品或治疗遗传性疾病目的的技术。
基因工程是生物工程的一个重要分支，它利用分子生物学和分子遗传学的原理和技 术，对生物体的遗传物质进行操作和改造。
基因工程的基本操作包括基因克隆、基因转移、基因表达和基因沉默等，这些技术 为人类提供了强大的工具来探索和利用生命系统的奥秘。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源可以追溯到20世纪70 年代初期，当时科学家们开始探索限制 性内切酶和DNA连接酶等基本工具，
健康风险
基因工程可能对人类健康产生负面 影响，如基因治疗中的副作用。
安全风险
基因工程可能被用于制造生物武器 或生物恐怖主义。
基因工程的伦理问题
人类基因编辑
基因资源与知识产权
基因工程应用于人类胚胎编辑可能引 发一系列伦理问题，如设计婴儿等。
基因资源属于全人类共享的遗产，涉 及知识产权和利益分配问题。
为基因操作奠定了基础。
1973年，美国科学家斯坦利·柯恩和赫 伯特·博耶利用限制性内切酶和DNA连 接酶，成功地将SV40病毒的DNA切割 并重新连接，从而实现了第一个重组
DNA分子。
自此以后，基因工程技术不断发展，逐 渐形成了完整的理论体系和技术体系， 并在医学、农业、工业和基础研究中得
到了广泛应用。
基因歧视
基因信息可能被用于歧视某些人群， 如保险、就业等方面。
CATALOGUE
目 录
• 基因工程简介 • 基因工程的基本技术 • 基因工程实验操作流程 • 基因工程的安全与伦理问题 • 未来展望
01
CATALOGUE
基因工程简介
基因工程的定义
基因工程是指通过人工操作将外源基因导入细胞或生物体内，以改变其遗传物质， 从而达到改良生物性状、生产生物制品或治疗遗传性疾病目的的技术。
基因工程是生物工程的一个重要分支，它利用分子生物学和分子遗传学的原理和技 术，对生物体的遗传物质进行操作和改造。
基因工程的基本操作包括基因克隆、基因转移、基因表达和基因沉默等，这些技术 为人类提供了强大的工具来探索和利用生命系统的奥秘。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源可以追溯到20世纪70 年代初期，当时科学家们开始探索限制 性内切酶和DNA连接酶等基本工具，
健康风险
基因工程可能对人类健康产生负面 影响，如基因治疗中的副作用。
安全风险
基因工程可能被用于制造生物武器 或生物恐怖主义。
基因工程的伦理问题
人类基因编辑
基因资源与知识产权
基因工程应用于人类胚胎编辑可能引 发一系列伦理问题，如设计婴儿等。
基因资源属于全人类共享的遗产，涉 及知识产权和利益分配问题。
为基因操作奠定了基础。
1973年，美国科学家斯坦利·柯恩和赫 伯特·博耶利用限制性内切酶和DNA连 接酶，成功地将SV40病毒的DNA切割 并重新连接，从而实现了第一个重组
DNA分子。
自此以后，基因工程技术不断发展，逐 渐形成了完整的理论体系和技术体系， 并在医学、农业、工业和基础研究中得
到了广泛应用。
基因歧视
基因信息可能被用于歧视某些人群， 如保险、就业等方面。
第二节基因工程及其应用ppt课件
2）用同一种限制酶切断目的基因，使 其产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：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
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
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
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
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。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：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
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
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
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
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。
分子生物学原理--基因工程ppt课件
分子生物学原理
整合
• 整合： 噬菌体感染大肠杆菌的第一步
噬菌体粘附于细胞壁上，将自身的 DNA注入菌体中。 此 DNA可与细菌染色 体重组，成为细菌染色体的一部分。
• 溶原菌：整合了噬菌体基因组的细菌。
• 裂解： 噬菌体感染大肠杆菌的第二步
DNA利用菌体的酶系统，复制自身及 外壳蛋白，组装成大量新 噬菌体，并将 细菌涨破。
第十四章 基因重组与基因工程
10/28/2024
分子生物学原理
基因重组：genomic recombination 重组DNA：recombinant DNA
10/28/2024
分子生物学原理
第一节、自然界的基因重组
• 转化：transformation • 整合：integration • 转导：transduction • 转位：transposition
10/28/2024
分子生物学原理
转位
• 转位：一个或一组基因从一处转到基因 组的另一个位置。
• 这些游动的基因称为转位子(transposon)。
10/28/2024
分子生物学原理
转 位
10/28/2024
分子生物学原理
第二节、基因工程
• 基因工程：是用分离纯化或人工合成的 DNA在体外与载体DNA结合，成为重组 DNA，用以转化宿主，筛选出能表达重 组DNA的活细胞，加以纯化、传代、扩 增，成为克隆。也叫基因克隆或重组 DNA技术。
切割后与原来载体比较。
• 利用核酸杂交和放射自显影进行鉴定：用目 的基因作探针监测宿主DNA是否重组体。
10/28/2024
分子生物学原理
DNA重组体的筛选与鉴定
•灭 活法筛 选重组 体。
第六讲基因工程48ppt课件
2、构造重组•DNA分子
以质粒作载体为例
• 用与提取目的基因相同 的限制酶切割质粒使之 出现一个切口，将目的 基因插入切口处，让目 的基因的黏性末端与切 口上的黏性末端互补配 对后，在连接酶的作用 下连接形成一个环形的 重组DNA分子。
提取质粒并用 限制酶切割
用连接酶将目的 基因和质粒连接
目的基因与质粒的连接
3、将目的基因导入受体细胞并扩增
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆 菌、枯草杆菌、土壤农杆菌和动植物 细胞等。
转化是指外源DNA分子或片段被细菌 细胞吸收，并整合进细胞染色体的遗 传现象，若受体细胞是动/植物细胞， 通常称为转染。
导入受体细胞常用的方法是借鉴细菌 或者病毒侵染细胞的途径。通常还要 对一些受体细胞进行增大通透性的处 理。（氯化钙或高压电脉冲打孔）
先将细胞核内的基因组转录为RNA，以信使RNA（mRNA） 为模板，在逆转录酶的作用下根据碱基互补原则人工合成一段 与之互补的DNA片段，再以此单链DNA为模版，人工合成另 外一条互补的DNA子链，从而获得所需的目的基因。
mRNA→单链DNA→ 双链DNA（cDNA）
DNA合成仪
（3）聚合酶链式反应（PCR） （如目的基因的核酸顺序已知）
在植物转基因中多采用农杆菌作为目的基因受体，再利用 重组农杆菌感染植物细胞进行转化，将目的基因整合到植 物基因中。
（7）转基因动物
转基因动物主要用于生产器官移植的研究，生产对人类有价 值的产品，使动物具有某些可遗传的抗性对付某些疾病与不 良环境，目前出于对安全性考虑，禁止将转基因动物进入食 品。 目前将人的某些基因转入动物，生产某些蛋白类药物已经广 泛实施。一般动物转基因多采用受精卵注射法，将目的基因 直接注射入动物的受精卵中，有一部分生产出的动物细胞内 含有这些目的基因。还有胚胎干细胞法，将目的基因转化胚 胎干细胞，再进行胚发育，一旦成为生殖细胞，可获得稳定 的遗传。
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l－ 翅 长/短
重 组频 率
基因重组服从这样的规则：
两个基因在染色体离得越远，重组频率越高； 两个基因在染色体上离得越. 近，重组频率越低。 21
基因的概念
3.染色体与DNA的关系
.
22
显性等位基因 隐性等位基因
纯合子
纯合. 子
杂合子
同
同 一
源 染 色
性体
状 的 两 个
分 别 带 着
等控
位制
基
因
.
6
孟 德 尔 (1822-1884)
.
7
孟德尔（1822－1884）从 1856 年 起开始豌豆试验。
孟德尔的基本方法是杂交。 经过近 10 年的潜心研究，孟德尔 发表了他的研究报告。其内容可概 括两个定律。
.
8
基因的概念
1.孟德尔遗传因子
孟 德 尔 研 究 的 七 对 性 状
豌豆杂交操作
2.基因位于染色体上
3.DNA与染色体的关 系
4.从DNA到蛋白质
5.DNA与性状
.
4
生命最重要的本质之一是性状特征 自上代传至下代——遗传。
今天，从遗传学研究衍生出来的 基因工程技术，已构成生物技术的核 心，在实际应用中显示出极大的潜力。
.
5
➢孟德尔学说奠定了遗传学基础
在孟德尔以前，人们看到遗传现象，猜 想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种 中实际运用了遗传规律，但是，一直找 不到研究遗传规律的恰当方法。
.
32
半 保 留 复 制
.
33
细菌培养在含15N 的培养
基中
细菌培养在含14N 的培养基中
一代
两代
证实半保
留复制的
实验
.
34
. DNA
基因的概念
4
从
到 蛋 白 质
DNA
前体 mRN RNA A
.
多肽链 35
基因的概念
5.DNA与性状
.
36
➢基因在遗传中的作用
.
37
基因在遗传中的作用
性状是由基因与环境共同作用的结果
.
10
孟德尔学说的重要意义
（1）孟德尔第一次明确提出遗传因 子的概念, 并且提出了遗传因子控制 遗传性状的若干规律：
.
11
➢大多数生物体通常由 一对遗传因子（后 来称为两个等位基因）控制同一性状。这 样的生物体称为 2n 个体。 ➢ 遗传因子可以区分为显性和隐性。 ➢ 控制不同性状的遗传因子是各自独立的。
不致病的R型
活S
死S 死S 活R
活R
格里菲斯的转化. 实验
26
格里菲斯的肺炎双球菌转化实验
.
27
35S－ 标记蛋白质
32P－ 标记 DNA
分别用放射性同位素标记噬菌体
.
28
35S 标记外壳蛋白质,感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞
32P 标记 DNA ,感染后放射标记进入大肠杆菌细胞
爱弗莱证实转化. 物质是 DNA 29
23
➢ 遗传物质是 DNA
各方面的实验证据表明，基因的化学本质 不是蛋白质，而是 DNA。格里菲斯的实验 （1928）证明遗传物质可以转化进入细菌， 改变细菌特性。后来爱弗莱的实验（1944） 证实，进入细菌改变特性的遗传物质是 DNA， 而不是蛋白质。
.
24
肺炎双球菌有多糖荚膜
.
25
可致病的S型
生命科学导论
王绍明
石河子大学生命科学学院 College of Life Science，Shihezi University
.
1
基因与基因工程
一、基因的基本知识 二、基因工程的原理 三、基因工程技术的应用 四、人类基因组计划
.
2
基因与基因工程
一、基因的基本知识
.
3
➢基因的概念
1.孟德尔遗传因子
.
47
动物植物（真 核）细胞中的
基因表达
.
48
➢ 什么是基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
（2）传递遗传信息的功能
（3）表达遗传信息的功能
由此，克里克提出中心法则, 确定
遗传信息由 DNA 通过 RNA 流向蛋
白质的普遍规律。
.
44
➢中心法则
遗传信息储存在DNA中，DNA通过转录生成 mRNA，mRNA再通过翻译生成蛋白质，从而完 成遗传信息的表达过程。
DNA
DNA
RNA
蛋白质
.
45
细菌细胞（原核）的基因表达
基因决定性状，环境还起不起 作用？在基因型确定的基础上, 环 境常常会影响表型。
.
40
人的肤色至少由三个基因控制
.
41
环 境 影 响 表 型
产生黑色素的酶在较 高温度下失活，所
以毛色在端点位置体温较. 低处呈黑色
42
基因与基因工程
二、基因工程的原理
43
➢ DNA作为遗传物质的功能
（1）贮藏遗传信息的功能
.
12
➢孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套 科学有效的遗传研究方法，来研究遗传 因子的规律。孟德尔创立的这套方法一 直沿用到 1950s，才被分子遗传学方法取 代。
.
13
基因是一段 DNA 序列
“遗传因子/基因”的设想一经提出，
便推动人们去寻找，去探索
基因在哪里？
基因是什么？
.
14
基因在染色体上
显微镜技术与染色技术的发展，使 人们注意到，细胞分裂时，尤其是减数 分裂中，染色体的行为和孟德尔提出的 等位基因的分离规律相当一致，所以， 确定基因在细胞核中，在染色体上。
.
15
摩尔根实验室用果蝇为材料的 工作，确定了基因在染色体上的分 布规律（基因的连锁与互换定律）。
.
16
果蝇有 4 对染色体
.
17
2.基因位于染色体上
基因的概念
.
18
野生果蝇没有现成的成对性状
触须 长/短
身体 灰/黑
眼睛 红/紫
翅 长/短
控 在制 2# 不 染同 色性 体状 上的 的等 位位 置基
因
摩根在长期饲养中找到各. 个性状的突变株。 19
减数分裂时发生：染色体交叉/基因重组。
.
20
g－ 身体 灰/黑
c－ 眼睛 红/紫
•显性基因 •隐性基因 •致死基因
显性性状 隐性性状 致死作用
➢基因理论中的许多复杂情况
以孟德尔学说为开端的遗传理 论，发展到以 DNA 分子结构为基础 的分子遗传学，使我们对遗传规律有 了确切的理解。
应该看到，实际上生命世界的遗 传现象远比上面谈到的要复杂得多。
.
39
一个基因一个性状？不一定。 例如肤色的控制至少有三个基因参 与。
华生和克里克提出 DNA 双螺旋模型。
DNA 双螺旋模型说明 DNA 分子能 够充 当遗传的物质基础。 按照双螺旋模型， 在细胞分裂时，DNA 的合成应是“半保 留复制”的模式。
.
30
DNA双螺旋. 模型
31
DNA的半保留复制
DNA在自我复制的过程中，两条双链 打开，以形成的两条单链为模板，各 自合成一条与之互补的新链。新形成 的两条双链DNA中各含有一条旧链和 一条新链，所以称为半保留复制。
重 组频 率
基因重组服从这样的规则：
两个基因在染色体离得越远，重组频率越高； 两个基因在染色体上离得越. 近，重组频率越低。 21
基因的概念
3.染色体与DNA的关系
.
22
显性等位基因 隐性等位基因
纯合子
纯合. 子
杂合子
同
同 一
源 染 色
性体
状 的 两 个
分 别 带 着
等控
位制
基
因
.
6
孟 德 尔 (1822-1884)
.
7
孟德尔（1822－1884）从 1856 年 起开始豌豆试验。
孟德尔的基本方法是杂交。 经过近 10 年的潜心研究，孟德尔 发表了他的研究报告。其内容可概 括两个定律。
.
8
基因的概念
1.孟德尔遗传因子
孟 德 尔 研 究 的 七 对 性 状
豌豆杂交操作
2.基因位于染色体上
3.DNA与染色体的关 系
4.从DNA到蛋白质
5.DNA与性状
.
4
生命最重要的本质之一是性状特征 自上代传至下代——遗传。
今天，从遗传学研究衍生出来的 基因工程技术，已构成生物技术的核 心，在实际应用中显示出极大的潜力。
.
5
➢孟德尔学说奠定了遗传学基础
在孟德尔以前，人们看到遗传现象，猜 想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种 中实际运用了遗传规律，但是，一直找 不到研究遗传规律的恰当方法。
.
32
半 保 留 复 制
.
33
细菌培养在含15N 的培养
基中
细菌培养在含14N 的培养基中
一代
两代
证实半保
留复制的
实验
.
34
. DNA
基因的概念
4
从
到 蛋 白 质
DNA
前体 mRN RNA A
.
多肽链 35
基因的概念
5.DNA与性状
.
36
➢基因在遗传中的作用
.
37
基因在遗传中的作用
性状是由基因与环境共同作用的结果
.
10
孟德尔学说的重要意义
（1）孟德尔第一次明确提出遗传因 子的概念, 并且提出了遗传因子控制 遗传性状的若干规律：
.
11
➢大多数生物体通常由 一对遗传因子（后 来称为两个等位基因）控制同一性状。这 样的生物体称为 2n 个体。 ➢ 遗传因子可以区分为显性和隐性。 ➢ 控制不同性状的遗传因子是各自独立的。
不致病的R型
活S
死S 死S 活R
活R
格里菲斯的转化. 实验
26
格里菲斯的肺炎双球菌转化实验
.
27
35S－ 标记蛋白质
32P－ 标记 DNA
分别用放射性同位素标记噬菌体
.
28
35S 标记外壳蛋白质,感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞
32P 标记 DNA ,感染后放射标记进入大肠杆菌细胞
爱弗莱证实转化. 物质是 DNA 29
23
➢ 遗传物质是 DNA
各方面的实验证据表明，基因的化学本质 不是蛋白质，而是 DNA。格里菲斯的实验 （1928）证明遗传物质可以转化进入细菌， 改变细菌特性。后来爱弗莱的实验（1944） 证实，进入细菌改变特性的遗传物质是 DNA， 而不是蛋白质。
.
24
肺炎双球菌有多糖荚膜
.
25
可致病的S型
生命科学导论
王绍明
石河子大学生命科学学院 College of Life Science，Shihezi University
.
1
基因与基因工程
一、基因的基本知识 二、基因工程的原理 三、基因工程技术的应用 四、人类基因组计划
.
2
基因与基因工程
一、基因的基本知识
.
3
➢基因的概念
1.孟德尔遗传因子
.
47
动物植物（真 核）细胞中的
基因表达
.
48
➢ 什么是基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
（2）传递遗传信息的功能
（3）表达遗传信息的功能
由此，克里克提出中心法则, 确定
遗传信息由 DNA 通过 RNA 流向蛋
白质的普遍规律。
.
44
➢中心法则
遗传信息储存在DNA中，DNA通过转录生成 mRNA，mRNA再通过翻译生成蛋白质，从而完 成遗传信息的表达过程。
DNA
DNA
RNA
蛋白质
.
45
细菌细胞（原核）的基因表达
基因决定性状，环境还起不起 作用？在基因型确定的基础上, 环 境常常会影响表型。
.
40
人的肤色至少由三个基因控制
.
41
环 境 影 响 表 型
产生黑色素的酶在较 高温度下失活，所
以毛色在端点位置体温较. 低处呈黑色
42
基因与基因工程
二、基因工程的原理
43
➢ DNA作为遗传物质的功能
（1）贮藏遗传信息的功能
.
12
➢孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套 科学有效的遗传研究方法，来研究遗传 因子的规律。孟德尔创立的这套方法一 直沿用到 1950s，才被分子遗传学方法取 代。
.
13
基因是一段 DNA 序列
“遗传因子/基因”的设想一经提出，
便推动人们去寻找，去探索
基因在哪里？
基因是什么？
.
14
基因在染色体上
显微镜技术与染色技术的发展，使 人们注意到，细胞分裂时，尤其是减数 分裂中，染色体的行为和孟德尔提出的 等位基因的分离规律相当一致，所以， 确定基因在细胞核中，在染色体上。
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15
摩尔根实验室用果蝇为材料的 工作，确定了基因在染色体上的分 布规律（基因的连锁与互换定律）。
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16
果蝇有 4 对染色体
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2.基因位于染色体上
基因的概念
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野生果蝇没有现成的成对性状
触须 长/短
身体 灰/黑
眼睛 红/紫
翅 长/短
控 在制 2# 不 染同 色性 体状 上的 的等 位位 置基
因
摩根在长期饲养中找到各. 个性状的突变株。 19
减数分裂时发生：染色体交叉/基因重组。
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g－ 身体 灰/黑
c－ 眼睛 红/紫
•显性基因 •隐性基因 •致死基因
显性性状 隐性性状 致死作用
➢基因理论中的许多复杂情况
以孟德尔学说为开端的遗传理 论，发展到以 DNA 分子结构为基础 的分子遗传学，使我们对遗传规律有 了确切的理解。
应该看到，实际上生命世界的遗 传现象远比上面谈到的要复杂得多。
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一个基因一个性状？不一定。 例如肤色的控制至少有三个基因参 与。
华生和克里克提出 DNA 双螺旋模型。
DNA 双螺旋模型说明 DNA 分子能 够充 当遗传的物质基础。 按照双螺旋模型， 在细胞分裂时，DNA 的合成应是“半保 留复制”的模式。
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DNA双螺旋. 模型
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DNA的半保留复制
DNA在自我复制的过程中，两条双链 打开，以形成的两条单链为模板，各 自合成一条与之互补的新链。新形成 的两条双链DNA中各含有一条旧链和 一条新链，所以称为半保留复制。