基因工程 公开课
【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)
免疫-抗体
蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
蛋白质工程实例
实例一：干扰素的保存 原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。 设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨 酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的 新的蛋白质。
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才 使之适应生产和使用需要的。
旁栏思考题
你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工 程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大 的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组 织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其生 物功能的关系作为基础，通过基因修饰或 基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制 造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和 生活的需求。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
蛋白质工程是在基因工程的基础上， 延伸出来的第二代基因工程，是包含多学 科的综合科技工程领域。
导入微生物细胞 ——Ca2+处理成感受态细胞
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞 极核
花粉粒
花粉粒萌发
花 粉 管
花 粉 管
精子
（2）
受 精 卵
受精卵 受精极核
2、将目的基因导入动物细胞:
含目的基因的表达载体提纯
基因工程的应用公开课
医学研究
基因工程技术已被广泛应用于医 学研究，如基因测序、基因诊断 和基因治疗等领域。
癌症治疗
基因工程技术可利用免疫细胞浸 润和基因突变等信息，研发新型 肿瘤诊断和治疗方案。
Hale Waihona Puke 器官移植基因工程技术可用于创造与患者 基因相同的纯种动物器官供体， 解决器官移植的问题。
基因工程的伦理问题
道德伦理
基因工程技术引发的伦理问题众多，包括人类基因改造、基因歧视等问题。
社会风险
基因工程技术可能导致社会不公、道德沦丧等问题，需引起各方的重视和控制。
政策监管
基因工程技术发展的同时需要政策保障和监管，如法律规定、道德标准等。
基因工程的未来展望
1
科技进步
随着科技的进步和基因工程技术的发展，基因编辑、细胞克隆、肿瘤免疫等领域 能力会越来越强。
2
创新应用
未来，基因工程技术将应用于更多领域，如环境治理、微生物研究等。
基因工程的应用公开课
了解基因工程的历史、应用领域以及未来展望，探讨基因工程在农业和医学 领域中的实际应用以及所涉及的伦理问题。
什么是基因工程？
定义
基因工程是指通过 DNA 技 术修改生物的基因组成，实 现对生物遗传特性的改变和 控制。
历史
基因工程起源于 1970 年代 的科研实验，至今已成为一 门独立的学科。
3
全球合作
需要全球合作、国际伦理准则等方面的加强，共同推动基因工程技术的发展。
应用领域
基因工程已广泛应用于医学、 农业等多个领域。
基因工程在农业中的应用
1
优化品种
基因工程技术可用于改造作物、家畜等，
增强营养
2
提高其产量、品质和抗病性。
基因工程及其应用(公开课)
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四、基因工程的应用
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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
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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。
【公开课教案】基因工程的基本操作程序(教案)
基因工程的基本操作程序一. 教学内容：基因工程的基本操作程序二. 学习内容本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。
通过教材上的图示，理解掌握基因工程的相关概念和操作程序，理解基因工程操作的意义。
三. 教学重点和难点1. 教学重点提取目的基因的方法目的基因导入受体细胞的途径。
基因工程基本操作程序的四个步骤。
2. 教学难点从基因文库中获取目的基因。
利用PCR技术扩增目的基因。
四. 教学过程基因文库：用重组DNA技术将某种生物细胞的总 DNA 或染色体DNA的所有片断随机地连接到基因载体上，然后转移到适当的宿主细胞中，通过细胞增殖而构成各个片段的无性繁殖系（克隆），在制备的克隆数目多到可以把某种生物的全部基因都包含在内的情况下，这一组克隆的总体就被称为某种生物的基因文库。
基因组文库：用限制性内切酶切割细胞的整个基因组DNA，可以得到大量的基因组DNA片段，然后将这些DNA片段与载体连接，再转化到细菌中去，让宿主菌长成克隆。
这样，一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段，整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库。
cDNA基因文库：cDNA是由细胞内的mRNA通过逆转录的方式获得的，其包含的一个细胞内的表达信息。
多细胞生物的不同细胞的表达信息往往是不同的。
若将某一个细胞全部的mRNA（又称为这个细胞的转录组）都逆转录成cDNA，再将这些cDNA连接到载体上（基本上不打断）并转入微生物，那么这些微生物就组成了cDNA文库。
cDNA 组成特点是其中不含有内含子和其他调控序列。
同一定义也适用于某种生物的线粒体DNA或叶绿体DNA的基因文库。
由于制备DNA片段的切点是随机的，所以每一克隆内所含的 DNA片段既可能是一个或几个基因，也可能是一个基因的一部分或除完整基因外还包含着两侧的邻近DNA顺序。
基因文库与基因库的概念不同。
基因库是指某一生物群体中的全部基因。
基因工程及其应用公开课优秀课件
三、基因操作的基本步骤
⑵人工合成基因法
①反转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶 的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。 ②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算 出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因 DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直 接合成相应的基因。
DNA合成仪
三、基因操作的基本步骤
所以需要筛选。
作用：将外源基因送入受体细胞
三、基因操作的基本步骤
目的基因导入受体细胞 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
三、基因操作的基本步骤
导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌
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。
质粒可作为有何特点？
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状 DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿细胞中分离出DNA
提取目的基因
限制酶 DNA连接酶
从大肠杆菌中提 取质粒
目的基因与运载体结合
目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
三、基因操作的基本步骤
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。 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真 正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 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。