专题1基因工程.pptx
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《基因工程》PPT教学 ppt课件
PPT课件
36
典型例子：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、 抗病毒的转基因小麦、甜椒
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37
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3.抗逆转基因植物
PPT课件
38
4.利用转基因改良植物的品质
PPT课件
39
富含赖氨酸的转基因玉米
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
PPT课件 不会引起过敏的转基因大4豆0
原 理： 基因重组
表达水平： DNA分子水平
过程：
意义： 1、定向改造某些性状
2、克服远缘杂交
PPT课件
3
原核细胞的基因结构
非编码区 编码区上游 启动子
编码区
非编码区 编码区下游
终止子
RNA聚合酶结合位点
启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起 始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。
将目的基因导入 农杆菌介导的遗传转化法
植物细胞
基因枪法
方法
将目的基因导入 动物细胞
——显微注射法
将目的基因导入——感受态细胞吸收DNA分子
微生物细胞
(氯化钙法)
PPT课件
24
(四)目的基因的检测与鉴定 ——检查是否成功 ①形态检测
检测— ②分子检测
PPT课件
25
非目的基因片段 GACATAGCTACA CTGTATCGATGT
PPT课件
1
我们主要讨论4个问题：
1. 什么是基因工程——基因工程的概念。
2. 为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。 3. 怎样进行基因工程——4大步骤 4. 基因工程的应用和前景
PPT课件
2
1、概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
复习基因工程ppt课件
具有异性
3、作用： 可用于目的基因和载体的切割
限制酶是一类酶，而不是一种酶。
4、结果： 形成两种末端
黏性末端 平末端
6
精选PPT课件
限制酶切割DNA分子示意图
EcoRⅠ 中轴线
GA ATTC
CT TAAG
G CT TAA
A ATTC G
黏性末端
7
精选PPT课件
限制酶切割DNA分子示意图
中轴线 SmaⅠ
双链
单链
在两个DNA片 段之间形成磷
酸二酯键
将DNA双链上 的两个缺口同 时连接起来
以一条DNA链为模板， 将单个核苷酸通过磷酸 二酯键形成一条与模板
链互补的DNA链 合成新的DNA分子
11
“分子运输车” —— 载体精选PPT课件
作用： 将外源基因送入受体细胞。 对受体细胞的生存没有决定性作用
具备的条件 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具有多个限制酶切点 具有某些标记基因
精选PPT课件
基因工程专题复习
1
精选PPT课件
1.1 DNA重组技术的基本工具
2
精选PPT课件
一、基因工程的概念
基因工程是指按照 人们的意愿 ，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。由于基因工程是在
20含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导 入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这 种生物的不同基因，称为基因.基因基因组
部分基因 （如:cDNA）21如何构建基因？
C C C G GG
GGGCCC
CCC GGG
G GG
平末端
CCC
3、作用： 可用于目的基因和载体的切割
限制酶是一类酶，而不是一种酶。
4、结果： 形成两种末端
黏性末端 平末端
6
精选PPT课件
限制酶切割DNA分子示意图
EcoRⅠ 中轴线
GA ATTC
CT TAAG
G CT TAA
A ATTC G
黏性末端
7
精选PPT课件
限制酶切割DNA分子示意图
中轴线 SmaⅠ
双链
单链
在两个DNA片 段之间形成磷
酸二酯键
将DNA双链上 的两个缺口同 时连接起来
以一条DNA链为模板， 将单个核苷酸通过磷酸 二酯键形成一条与模板
链互补的DNA链 合成新的DNA分子
11
“分子运输车” —— 载体精选PPT课件
作用： 将外源基因送入受体细胞。 对受体细胞的生存没有决定性作用
具备的条件 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具有多个限制酶切点 具有某些标记基因
精选PPT课件
基因工程专题复习
1
精选PPT课件
1.1 DNA重组技术的基本工具
2
精选PPT课件
一、基因工程的概念
基因工程是指按照 人们的意愿 ，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。由于基因工程是在
20含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导 入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这 种生物的不同基因，称为基因.基因基因组
部分基因 （如:cDNA）21如何构建基因？
C C C G GG
GGGCCC
CCC GGG
G GG
平末端
CCC
《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。
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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
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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。
基因工程ppt课件高三
03
基因工程在医学领域的应用
基因治疗
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗遗传性疾病和获得性病变的方法 。
基因治疗可以分为直接基因治疗和间接基因治疗。直接基因治疗是将正 常的基因导入病变细胞，以取代异常基因；间接基因治疗则是通过调节
病变细胞的基因表达来达到治疗目的。
基因治疗在遗传性疾病、肿瘤、感染性疾病等领域具有广泛的应用前景 ，例如囊性纤维化、镰状细胞贫血、癌症等疾病的基因治疗研究已经取 得了一定的成果。
基因工程的发展历程
自20世纪80年代以来，基因工程技术不断发展 和完善，已经广泛应用于农业、工业、医学等领 域。
基因工程的未来发展
随着基因编辑技术的发展和应用，基因工程将在 未来发挥更加重要的作用，有望解决许多人类面 临的重大问题。
基因工程的应用领域
农业领域
基因工程在农业上的应用主要包 括抗虫、抗病、抗除草剂等转基 因作物的培育，以及提高农作物
合成生物学
通过设计和构建人工基因组和细胞系统，实现生物体的定制化，为工 业生产、环境保护等领域提供新的解决方案。
基因工程面临的挑战与问题
安全问题
基因工程操作可能引发不可预测的后果，如基因突变、生态失衡等，需要建立严格的安 全评估和监管机制。
伦理问题
基因工程涉及到人类和动物的遗传信息，可能引发隐私、公平和尊严等方面的伦理问题 ，需要制定相应的伦理准则和法规。
开展基因工程伦理
教育
在学校、社区、企事业单位等各 个层面开展基因工程伦理教育， 引导人们正确看待基因工程技术 的利与弊，树立正确的科技伦理 观念。
05
未来展望与挑战
基因工程的未来发展趋势
基因治疗
利用基因工程技术治疗遗传性疾病和癌症等严重疾病，提高患者的 生活质量和生存率。
《专题1基因工程》PPT课件
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
整理ppt
20
双基练习：
一、基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计, 通过体外____和____等技术,赋予生物以心得遗 传特性,创造出符合人们的需要的新的____和 ____.又叫做DNA的重组技术 .
３、常用的运载体： 质粒（最常用）、λ噬菌体和动植物病毒等
整理ppt
18
练习
在基因工程中，切割运载体和含有目
的基因的DNA片段，需使用（ Ａ ）
Ａ．同种限制酶 B. 两种限制酶 Ｃ．同种连接酶 D. 两种连接酶
注意：要用同一种限制酶切取目的基因 和运载体，并用DNA连接酶连接。
整理ppt
19
练习
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因)
导入
棉花植株(有抗虫特性)
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
整理ppt
9
1．１ DNA重组技术的基本工具
一. 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 1、来源：主要是微生物 2、种类：4000种。 3、作用： 一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列；
此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质 各不相同。
整理ppt
16
三、基因进入受体细胞的运载——”分子运输 车”
１、作用：将外源基因导入受体细胞
２、特点（条件） 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
2、具有多个限制酶切割位点，以便与外源 基因连接
3、具有标记基因，便于进行筛选
《基因工程专题》课件
通过基因工程改造细胞和微生物，可 以用于药物生产、疾病治疗和疫苗研 发，提高治疗效果和降低成本。
人类社会面临的挑战和机遇
伦理和安全问题
基因工程技术的发展和应用涉及到伦理和安全问题，如基因编辑 技术的滥用、基因歧视和生态风险等。
法律和监管问题
随着基因工程技术的广泛应用，相关的法律和监管体系需要进行调 整和完善，以确保技术的合理应用和发展。
04
基因工程的伦理和社会问题
基因工程的伦理问题
基因工程的道德地位
基因工程涉及到对生命本质的干预，因此引发了关于其道 德地位的讨论。一些人认为这是对自然的一种干预，而另 一些人则认为这是科技进步的必然结果。
基因歧视
由于基因信息可能揭示个人健康、行为等方面的信息，因 此存在基因歧视的风险。这可能导致保险、就业等方面的 歧视。
03
基因工程的应用实例
农业基因工程
抗虫作物
通过基因工程技术，将抗虫基 因导入作物，使其具有抗虫能
力，减少农药使用。
抗病作物
通过基因工程技术，增强作物 的抗病能力，降低作物病害的 发生率。
高产作物
通过基因工程技术，提高作物 的产量和品质，满足不断增长 的食物需求。
转基因动物
通过基因工程技术，培育出具 有优良性状的转基因动物，如
基因工程专
contents
目录
• 基因工程概述 • 基因工程的基本技术 • 基因工程的应用实例 • 基因工程的伦理和社会问题 • 未来展望
01
基因工程概述
基因工程概述
基因工程是指通过人工操作对 生物体的基因进行修饰、改造 和重组的技术。
它利用现代分子生物学技术， 在分子水平上对基因进行操作 ，从而实现对生物性状的改变 。
《基因工程》课件
人类基因编辑
基因工程在人类胚胎编辑方面的应用引发了关于人类尊严和生命 伦理的争议。
基因歧视
基因信息可能被用于歧视某些人群，如保险、就业等方面的不公平 对待。
生物种族灭绝
基因工程可能导致某些物种灭绝或生态失衡，违背了生态伦理原则 。
基因工程的法规与监管
国际法规
国际社会制定了一系列关于基因工程的法规 和伦理准则，如联合国《生物多样性公约》 等。
国家法规
各国政府根据国情制定了相应的基因工程法规和监 管措施，以确保安全和伦理问题得到有效监管。
行业自律
相关行业组织和研究机构也制定了自律规范 ，要求研究人员遵守伦理准则和法律法规。
05
未来展望与挑战
基因工程的未来发展趋势
基因治疗
利用基因工程技术修复或替换病变基因，治疗遗传性疾病和癌症 等严重疾病。
2000年代至今
基因治疗、基因编辑等技术的 出现和应用，为人类疾病治疗 和生物产业的发展带来了新的
机遇和挑战。
基因工程的应用领域
农业
培育抗虫、抗病、抗逆等性状的转基 因作物，提高农业生产效率和粮食安 全。
医学
用于基因治疗、药物研发、疾病诊断 和治疗等领域，为人类健康事业提供 有力支持。
工业
利用基因工程生产各种酶、蛋白质和 有机酸等生物制品，促进工业生产技 术的发展。
基因表达调控应用
通过对基因表达的调控，可以实 现对生物体的遗传特性和表型特 征的精细调控，为生物工程和医 学研究提供重要的理论基础和技 术手段。
基因敲除与编辑
01 02
基因敲除与编辑定义
基因敲除是指通过同源重组技术将外源致死基因或特定基因敲除或灭活 的遗传工程技术；基因编辑则是指通过修改生物体的基因组，实现对特 定基因进行敲除、插入或突变的遗传工程技术。
专题1基因工程-PPT精选文档
练习
在基因工程中，切割运载体和含有目 的基因的DNA片段，需使用（ Ａ ） Ａ．同种限制酶 B. 两种限制酶 Ｃ．同种连接酶 D. 两种连接酶
注意：要用同一种限制酶切取目的基因 和运载体，并用DNA连接酶连接。
练习
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
B、有多个限制酶切点
（Hale Waihona Puke D）C、具有标记基因D、它是环状DNA
双基练习： 一、基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计, 通过体外____和____等技术,赋予生物以心得遗 传特性,创造出符合人们的需要的新的____和 ____.又叫做DNA的重组技术 .
二、DNA重组技术的基本工具
1.限制性核酸内切酶-----”分子手术刀”
平末端
假如目的基因导入受体细胞后不能复制 将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，你如何察 觉？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？如果 不能分离会怎样？
对受体细胞无害，易分离．
被同一种限制酶切断的几个来源不同的DNA 是否具有相同的黏性末端？
被同一种限 制切断的几 个DNA具有 相同的黏性 末端。
二个不同的ＤＮ Ａ的黏性末端黏 合起来，就似乎 可以合成重组的 DNA分子了。
二. DNA连接酶——“分子缝合针”
１、作用： 把两条ＤＮＡ末端之间的缝 隙“缝合”起来
２、种类：
（一）基因工程的概念 该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人 工“剪切”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进行无性 繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出 人类所需要的基因产物。 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
基因工程公开课ppt课件
家蚕
普通细菌
提取
与运载体DNA结合
蚕丝蛋白
转基因细菌(含蚕丝蛋白
基因
导入
基因)
蚕丝蛋白
• 本节主要内容
1）基因工程的概念 2）基因操作的工具 3）基因工程的基本步骤
练习
1、在基因工程中，切割运载体和含有目
的基因的DNA片段，需使用（ A ）
A.同种限制酶 B. 两种限制酶 C.同种连接酶 D. 两种连接酶
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
（一）基因工程的概念
基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地 说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出 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。
ห้องสมุดไป่ตู้
一 基因工程的原理
（一）基因工程的概念
(3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。
（三）基因工程的步骤
1)提取目的基因 2)目的基因与运载体结合 3)目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测和表达
第一步：提取目的基因
（1）目的基因：人们所需要的特定基因
直接分离法：从自然界已有的物种中分离出来
（2）途径
mRNA 单链DNA 双链DNA
EcoRI限制酶的切割
黏性末端
黏性末端
(3)限制酶切割的是什么化学键？
切割位点
磷酸 二酯
键
(3)限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的磷酸 二酯键，而不是碱基之间的氢键
（注意与解旋酶的区别）
被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有
几个伸出的核苷酸，这样的切口叫黏性末端。
它们之间正好互补配对
(4)切割的结果：一般能产生黏性末端，也可能 产生平末端。
高三一轮复习：基因工程正式ppt课件
达到治疗疾病的目的。病人细胞中既有缺陷基因，也有
正常基因。
高考总复习.生物
二、 植物基因工程与动物基因工程的成果
外源基因类型及举例
成果举例
抗虫转基 因植物
抗虫基因：Bt毒蛋白基 因、蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因
抗虫水稻、抗虫棉、 抗虫玉米
抗病转基 因植物
抗病毒基因：病毒外壳 蛋白基因、病毒的复制 酶基因抗真菌基因：几 丁质酶基因
3．PCR技术扩增目的基因
高考总复习.生物
(3)PCR技术扩增目的基因 ①原理：_D_N__A_复__制___。 ②过程 第一步：变性：_D__N_A__解__链__；第二步：复性：引物结合到 互补DNA链；第三步：延伸：在热稳定DNA聚合酶作用下， 从引物起始合成互补链。 2.基因表达运载体的构建 (1)目的：使目的基因在受体细胞中_稳__定__存__在___，并且可以 _遗_传__至__下_一__代_，使目的基因能够__表__达__和_发__挥_。作用 (2) 组 成 ： 目__的__基__因____ ＋ __启__动__子____ ＋ ___终__止__子___ ＋ __标__记__基__因__
三、将目的基因导入受体细胞
生物 种类
植物细胞
动物细胞
常用 农杆菌转化 显微注射技
方法 法
术
受体 细胞
体细胞
受精卵
高考总复习.生物
微生物细胞
感受态细胞 法
原核细胞
转化 过程
将目的基因 插入Ti质粒 的TDNA上→ 农杆菌→导 入植物细胞 →整合到受 体细胞的
将含有目的 基因的表达 载体提纯→ 取卵(受精卵 )→显微注射 →受精卵发 育→获得具 有新性状的
用是（ ）C
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需要 哪两种
工具
总结：表达载体需由哪几部分组成
复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因
它们的作用是？
第三步：将目的基因导入受体细胞
什么叫转化
常用的转化方法有哪些？
将目的基因导入植物细胞 将目的基因导入动物细胞
具体过程？
将目的基因导入微生物细胞
第四步：目的基因的检测与鉴定
首先：
检测与鉴定哪些环节
单链DNA
核酸酶H
单链DNA
复制
?Leabharlann 双链DNA第一步：获取目术合成DNA
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录） 4.采用DNA合成仪人工合成长度不是很大的
DNA片段。 5.用机械的方法，如超声波把打成片段。
原核生物基因表达的调 控
识别序列的特点
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别
④举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶
这两种酶切的特点
限制酶的识别特点
以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列
如：GAA TTC
CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
（2）DNA连接酶
与DNA聚合酶 相同吗
①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键： 磷酸二酯键（梯子的扶手）
基因的剪刀（分子手术刀） ——限制性核酸内切酶（限制酶）
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶
基因的运输工具（分子运输车） ——运载体
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。
切断的是什么键
1.2基因工程的 基本操作程序
为什么要获得目的基因 为什么要把目的基因 与载体结合 受体细胞是指什么
为什么要进行检测
第一步：获取式图
通过对 受体菌的 培养而 储存基因
第一步：获取术合成DNA
（3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正
链或负链）互补结合的DNA新链。
高温 DNA 聚合酶
酶
原料
（Taq 酶），
四种脱氧核苷三磷酸（4 X dNTP)
（4）以上三个步骤周而复始，即反应体系的温度从 90oC- 50oC- 75oC，目的基因的量不断增加
反应体系中经历：变性——淬火——合成——重复 。
②结果：两个相同的未端的连接。
③举例：E·coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
②具备的条件：
为什么 要具备 这些条件
能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因
对受体细胞无害
③举例：质粒、噬菌体 和动植物病毒。
其次： 最后：
具体 方法？
还要：
DNA分子杂交技术
基因探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸 片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待 测核酸样品中特定基因顺序的探测。
满足：（1）必须是单链，（2）带有容易 被检测出来的标记物。
编码区上游
原核细胞
编码区下游
调控
RNA聚合 酶结合位点
编码 蛋白质
乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时)
调节基 因 启动 子 操纵基 因
结构基 因
Ｒ
转录
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
lacZ
lacY
lacA
转录
信使 RNA 翻译
阻抑 物
乳糖 半乳糖苷酶
酶
酶
阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与 操纵基因结合，使得结构基因进行转录。
核心 第二步： 基因表达载体的构建
目的基因与载体结合成为重组基因
专题1 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“剪
切” 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进行无性繁殖，使重组基因 在受体细胞内表达，产生出人类所需要的新的生物类
型和生物产品
基础理论 和技术的发展 催生了基因工程
阅读课本第2页
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的
某些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，
需要设计引物。
PCR原理图
PCR的过程
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成
为 单链DNA。
高温的作用是？
引物是怎样获得的？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合
抗逆转基因植物 抗冻蛋白基因
鱼
抗除草剂基因
转基因玉米
富含赖氨酸的蛋白质编码基因
转基因延熟番茄 控制番茄果实成熟的基因
转基因矮牵牛 植物花青素代谢有关的基因
转基因鲤鱼
外源生长激素基因
人
转基因牛
肠乳糖酶基因
人
转基因牛（羊） 抗凝血酶基因、血清白蛋白基 因、生长激素基因、a-抗胰蛋 白酶
转基因烟草
发光基因
结果：目的基因的量成指数形式扩增（2n)
第一步：获取术合成DNA
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
由mRNA反转录形成cDNA
mRNA DNA单链
逆转录
?
形成氢键
DNA单链 RNA – DNA杂交分子
使RNA降解
RNA – DNA杂交分子
1.1 DNA重组技术的基本工具
分析概念：
为什么 要加工
是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
工 “剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行 具 改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行
无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，
产生出人类所需要的新的生物类型和生物产
品
用什么
什么是 表达
导入
基因操作的工具
RNA聚合 酶结合位点
真核真核细胞
调控
1、3 基因工程的应用
转基因生物 抗虫植物 （如：抗虫 棉）
抗病植物 （如：转基 因烟草）
目的基因 Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 几丁质酶基因
目的基因来源 苏云金芽胞杆菌 植物
请继续把表格完成
萤火虫
工程菌 基因治疗
细胞因子、抗体、疫苗、 激素、白细胞介素-2、干 扰素、乙肝疫苗
腺苷酸脱氨酶基因
功能正常的基因
反义基因
自杀基因
器官移植的供体 被导入某种调节因子的器
动物
官供体基因组
1、4蛋白质工程的崛起
蛋白质工程的概念
是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人
工具
总结：表达载体需由哪几部分组成
复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因
它们的作用是？
第三步：将目的基因导入受体细胞
什么叫转化
常用的转化方法有哪些？
将目的基因导入植物细胞 将目的基因导入动物细胞
具体过程？
将目的基因导入微生物细胞
第四步：目的基因的检测与鉴定
首先：
检测与鉴定哪些环节
单链DNA
核酸酶H
单链DNA
复制
?Leabharlann 双链DNA第一步：获取目术合成DNA
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录） 4.采用DNA合成仪人工合成长度不是很大的
DNA片段。 5.用机械的方法，如超声波把打成片段。
原核生物基因表达的调 控
识别序列的特点
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别
④举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶
这两种酶切的特点
限制酶的识别特点
以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列
如：GAA TTC
CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
（2）DNA连接酶
与DNA聚合酶 相同吗
①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键： 磷酸二酯键（梯子的扶手）
基因的剪刀（分子手术刀） ——限制性核酸内切酶（限制酶）
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶
基因的运输工具（分子运输车） ——运载体
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。
切断的是什么键
1.2基因工程的 基本操作程序
为什么要获得目的基因 为什么要把目的基因 与载体结合 受体细胞是指什么
为什么要进行检测
第一步：获取式图
通过对 受体菌的 培养而 储存基因
第一步：获取术合成DNA
（3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正
链或负链）互补结合的DNA新链。
高温 DNA 聚合酶
酶
原料
（Taq 酶），
四种脱氧核苷三磷酸（4 X dNTP)
（4）以上三个步骤周而复始，即反应体系的温度从 90oC- 50oC- 75oC，目的基因的量不断增加
反应体系中经历：变性——淬火——合成——重复 。
②结果：两个相同的未端的连接。
③举例：E·coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
②具备的条件：
为什么 要具备 这些条件
能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因
对受体细胞无害
③举例：质粒、噬菌体 和动植物病毒。
其次： 最后：
具体 方法？
还要：
DNA分子杂交技术
基因探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸 片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待 测核酸样品中特定基因顺序的探测。
满足：（1）必须是单链，（2）带有容易 被检测出来的标记物。
编码区上游
原核细胞
编码区下游
调控
RNA聚合 酶结合位点
编码 蛋白质
乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时)
调节基 因 启动 子 操纵基 因
结构基 因
Ｒ
转录
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
lacZ
lacY
lacA
转录
信使 RNA 翻译
阻抑 物
乳糖 半乳糖苷酶
酶
酶
阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与 操纵基因结合，使得结构基因进行转录。
核心 第二步： 基因表达载体的构建
目的基因与载体结合成为重组基因
专题1 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“剪
切” 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进行无性繁殖，使重组基因 在受体细胞内表达，产生出人类所需要的新的生物类
型和生物产品
基础理论 和技术的发展 催生了基因工程
阅读课本第2页
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的
某些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，
需要设计引物。
PCR原理图
PCR的过程
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成
为 单链DNA。
高温的作用是？
引物是怎样获得的？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合
抗逆转基因植物 抗冻蛋白基因
鱼
抗除草剂基因
转基因玉米
富含赖氨酸的蛋白质编码基因
转基因延熟番茄 控制番茄果实成熟的基因
转基因矮牵牛 植物花青素代谢有关的基因
转基因鲤鱼
外源生长激素基因
人
转基因牛
肠乳糖酶基因
人
转基因牛（羊） 抗凝血酶基因、血清白蛋白基 因、生长激素基因、a-抗胰蛋 白酶
转基因烟草
发光基因
结果：目的基因的量成指数形式扩增（2n)
第一步：获取术合成DNA
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
由mRNA反转录形成cDNA
mRNA DNA单链
逆转录
?
形成氢键
DNA单链 RNA – DNA杂交分子
使RNA降解
RNA – DNA杂交分子
1.1 DNA重组技术的基本工具
分析概念：
为什么 要加工
是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
工 “剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行 具 改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行
无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，
产生出人类所需要的新的生物类型和生物产
品
用什么
什么是 表达
导入
基因操作的工具
RNA聚合 酶结合位点
真核真核细胞
调控
1、3 基因工程的应用
转基因生物 抗虫植物 （如：抗虫 棉）
抗病植物 （如：转基 因烟草）
目的基因 Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 几丁质酶基因
目的基因来源 苏云金芽胞杆菌 植物
请继续把表格完成
萤火虫
工程菌 基因治疗
细胞因子、抗体、疫苗、 激素、白细胞介素-2、干 扰素、乙肝疫苗
腺苷酸脱氨酶基因
功能正常的基因
反义基因
自杀基因
器官移植的供体 被导入某种调节因子的器
动物
官供体基因组
1、4蛋白质工程的崛起
蛋白质工程的概念
是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人