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1、第三节第三节n n 知识要点：知识要点：n n1 1 知道基因工程的概念知道基因工程的概念n n2 2 知道基因操作的工具和基本步骤知道基因操作的工具和基本步骤n n3.3.知道基因工程所取得的成果和发展前景知道基因工程所取得的成果和发展前景基因工程简介基因工程简介【最新】八年级生物基因工程课件2课件基因工程简介基因工程简介实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素操作步骤：将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌操作步骤：将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素。胰岛素基因，从而获得人的胰
2、岛素。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个通俗地说，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，定向改造生物的遗传性状。生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。【最新】八年级生物基因工程课件2课件基因工程名称基因工程名称基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程“剪切剪切”“拼接拼接”“导入导入”“表表达达”结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物. 基因工程的概念基因工程的概
3、念这种技术是在生物体外，通过对这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体，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。类所需要的基因产物。【最新】八年级生物基因工程课件2课件问题问题1 怎样获得人的胰岛素基因？怎样获得人的胰岛素基因？ 目的基因的提取目的基因的提取问题问题2 怎样将目的基因导入到受体细胞中？怎样将目的基因导入到受体细胞中？ 目的基因与运载体结合目的基因与运载体
4、结合问题问题3 怎样将重组质粒导入到受体细胞中？怎样将重组质粒导入到受体细胞中？ 将目的基因导入到受体细胞将目的基因导入到受体细胞问题问题4 目的基因是否在受体细胞中表达？目的基因是否在受体细胞中表达？ 目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达【最新】八年级生物基因工程课件2课件基因操作的工具基因操作的工具（1）基因的剪刀）基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶存在：主要存在于微生物存在：主要存在于微生物作用与特性：一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列，作用与特性：一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的内切点切割并在特定的内切点切割DNA分子。分子。种类：种类：200多种多种【最新】八年级生
5、物基因工程课件2课件（2）基因的针线）基因的针线DNA连接酶连接酶两条两条DNA末端之间的缝隙末端之间的缝隙“缝合缝合”起来。起来。【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件目前常用的两类运载体目前常用的两类运载体一类是一类是细菌的质粒细菌的质粒，它是细菌染色体，它是细菌染色体DNA以外的小型环状以外的小型环状DNA(一般有一般有1-200kb，kb为千碱基对为千碱基对)，有的细菌只有，有的细菌只有一个，有的细菌有多个一个，有的细菌有多个 第一类是第一类是噬菌体和某些病毒的噬菌体和某些病毒的DNA。一般来说，天然运载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们一般来说，
6、天然运载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的运载体进行人工改建。根据不同的目的和需要，对某些天然的运载体进行人工改建。 （3）基因的运载工具）基因的运载工具运载体运载体使用运载体的目的使用运载体的目的一是用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去一是用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去 【最新】八年级生物基因工程课件2课件运载体应具备运载体应具备的三个条件的三个条件(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制能在宿主细胞内稳定保存并大量复制含复制起始点含复制起始点 (2)有多个限制酶切点，以便与外源基因连接有多个限制酶切点，以便与外源基因连接克隆位点克隆
7、位点 (3)具有某些标记基因，以便进行筛选具有某些标记基因，以便进行筛选 质粒是否导入质粒是否导入目的基因是否插入目的基因是否插入【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件实验：模拟重组实验：模拟重组DNA【最新】八年级生物基因工程课件2课件获取目的基因的方法获取目的基因的方法过过过过 程程程程优优优优 点点点点缺缺缺缺 点点点点直接分直接分直接分直接分离法离法离法离法（鸟枪（鸟枪（鸟枪（鸟枪法）法）法）法）操作操作操作操作简便简便简便简便工作量大，有盲工作量大，有盲工作量大，有盲工作量大，有盲目性，目的基因目性，目的基因目性，
8、目的基因目性，目的基因含有不表达的内含有不表达的内含有不表达的内含有不表达的内含子含子含子含子 人人人人工工工工合合合合成成成成法法法法反反反反转转转转录录录录法法法法专一性专一性专一性专一性强，目强，目强，目强，目的基因的基因的基因的基因中不含中不含中不含中不含内含子内含子内含子内含子 操操操操作作作作过过过过程程程程麻麻麻麻烦烦烦烦。mRNAmRNA生生生生存存存存时时时时间间间间短，技术要求高短，技术要求高短，技术要求高短，技术要求高 由由由由氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸序序序序列列列列合合合合成成成成据推测出的核苷酸序列，通过化据推测出的核苷酸序列，通过化据推测出的核苷酸序列，通过化据推测
9、出的核苷酸序列，通过化学方法合成学方法合成学方法合成学方法合成 专专专专 一一一一 性性性性最最最最 强强强强 ，目目目目 的的的的 基基基基因因因因 不不不不 含含含含内内内内含含含含子子子子，可可可可 合合合合 成成成成自自自自 然然然然 界界界界不不不不 存存存存 在在在在的基因的基因的基因的基因 目目目目前前前前，复复复复杂杂杂杂的的的的尚尚尚尚不不不不知知知知核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸序序序序列列列列的基因不能合成的基因不能合成的基因不能合成的基因不能合成 mRNA单链单链DNA逆转录逆转录双链双链DNA合成合成DNA片片段扩增段扩增供供 体体 细细 胞胞中中 D N A限制性酶限制性
10、酶运载体运载体DNA片片段段不不同同受受体体细细胞胞目的基目的基因细胞因细胞目的目的基因基因找出找出【最新】八年级生物基因工程课件2课件提提 取取 目目 的的 基基 因因直接分离基因：鸟枪法直接分离基因：鸟枪法 基因工程基本操作步骤基因工程基本操作步骤目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合目的基因导目的基因导入受体细胞入受体细胞目的基因的目的基因的检测和表达检测和表达人工合成基因人工合成基因反转录法反转录法据已知的氨基酸序列据已知的氨基酸序列合成合成DNA同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加入同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加入DNA连接连接酶，形成重组酶，形成重组DNA分子分子
11、主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 根根据据受受体体细细胞胞是是否否具具有有某某些些标标记记基基因因判判断目的基因是否导入断目的基因是否导入 检测检测表达表达受体细胞表现出特定的性状受体细胞表现出特定的性状 【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件生产基因工程药品生产基因工程药品 基因工程成果与发展前景基因工程成果与发展前景基因工程与基因工程与医药卫生医药卫生基因诊断基因诊断基因治疗基因治疗如胰岛素、干扰素如胰岛素、干扰素 如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 把健康的外源基因导入有基因缺陷的
12、细胞中，达把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的到治疗疾病的目的 【最新】八年级生物基因工程课件2课件农业上农业上基因工程与基因工程与农牧业、食农牧业、食品工业品工业基因工程与基因工程与环境保护环境保护畜牧养畜牧养殖业上殖业上食品业食品业获得高产、稳产和具有优良品质的农作物获得高产、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培养具有各种抗逆性的作物新品种 获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物获得人们所需要的和具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表达利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达 为人类开辟新的食物来源为人类开辟新的食物来
13、源 用用DNA探针检测水中病毒的含量探针检测水中病毒的含量 获得分解四种烃类的获得分解四种烃类的“超级菌超级菌”，吞噬，吞噬汞和降解土壤中汞和降解土壤中DDT的细菌的细菌 环境监测环境监测环境净化环境净化【最新】八年级生物基因工程课件2课件基因治疗基因治疗【最新】八年级生物基因工程课件2课件基因芯片基因芯片【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件相关考题：相关考题： （ 03年年天天津津卷卷）采采用用基基因因工工程程的的方方法法培培育育抗抗虫虫棉棉，下列导入目的基因的作法正确的是下列导入目的基因的作法正确的是（ ）ABCD将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射
14、到棉受精卵中将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中序列，注射到棉受精卵中将将编编码码毒毒素素蛋蛋白白的的DNA序序列列，与与质质粒粒重重组组，导导入入细细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵注射到棉的子房并进入受精卵 【最新】八年级生物基因工程课件2课件绿色枝条白色枝条花斑枝条有有丝丝分分裂裂【最新】八年级生物基因工程课件2课件杂种优势:要保持杂种优势-必须年年制第一代杂交种-利用雄性不育可解决大量去雄工作雄性不育和
15、三系两区育种:基因型基因型 特点特点保持保持系系N(rr)N(rr)母体结实母体结实; ;后代保后代保持不育性状持不育性状保持系和不育系间保持系和不育系间行种植行种植, ,可产生不可产生不育系和保持系育系和保持系; ;不育系和恢复系种不育系和恢复系种植产生杂交种子和植产生杂交种子和恢复系恢复系不育不育系系S(rr)S(rr)具有可遗传的雄具有可遗传的雄性不育性状性不育性状恢复恢复系系N(RR)N(RR)使雄性不育的后使雄性不育的后代恢复可育性代恢复可育性【最新】八年级生物基因工程课件2课件调控系统基因操操纵纵子子(op(operoneron) )结构结构基因基因StructuralStruct
16、uralgene(S)gene(S)通过转录通过转录 翻译使细胞产生一定的翻译使细胞产生一定的酶和结构蛋白酶和结构蛋白, ,与性状的发育表现与性状的发育表现直接有关的基因直接有关的基因. .操纵操纵基因基因OperatorOperatorgene(O)gene(O)结构基因的结构基因的“ “开关开关”, ”,对对RNARNA聚聚合酶的阻抑与否来控制结构基因合酶的阻抑与否来控制结构基因的转录停止或进行的转录停止或进行. .启动启动子子PromotorPromotorgene(P)gene(P)是是RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA的结合部位的结合部位, ,可识别转录的起始点可识别转录的起始
17、点. .调节基因调节基因RegulatorRegulatorgene(R)gene(R)能产生阻抑物能产生阻抑物(repressor(repressorprotein),protein),通过阻抑物与操纵基因的通过阻抑物与操纵基因的结合与否来控制操纵基因的关闭结合与否来控制操纵基因的关闭和开启和开启. .【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件n n原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构(1)(1)由成百上千个核苷酸对组成由成百上千个核苷酸对组成(2)(2)包括包括: :编码区编码区编码区编码区-能转录相应的信使能转录相应的信使RNA,RNA,指导蛋白质合成指导蛋
18、白质合成非编码区非编码区非编码区非编码区不能转录为信使不能转录为信使RNA,RNA,不能编码蛋白质不能编码蛋白质有调控遗传信息表达的核苷酸序列有调控遗传信息表达的核苷酸序列最重要的是有位于编码区上游的最重要的是有位于编码区上游的RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点n n真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区: :有调控作用的核苷酸序列有调控作用的核苷酸序列, ,包括位于编码区上游的包括位于编码区上游的RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点. .编码区编码区编码区编码区: :特点特点-间隔的间隔的 不连续不连续包括包括外显子外显子-能编码蛋白质的序列能编码蛋白质的序列内含子内含子-不能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列【最新】八年级生物基因工程课件2课件【最新】八年级生物基因工程课件2课件
