《基因工程概述》PPT课件
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《基因工程》PPT教学 ppt课件
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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。
基因工程的概念和主要内容 ppt课件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
三、基因工程的概念及主要内容
3.1 基因工程的概念 3.2 基因工程的主要内容
3.1 基因工程的概念
基因工程也就是DNA重组技术，是用人工的方法把 不同生物的遗传物质（基因）分离出来，在体外进行 剪切、拼接、重组，形成重组体，然后再把重组体引 入宿主细胞中得以高效表达，最终获得人们所需要的 基因产物。
是相同的
(6)基因可通过复制把遗传信息传递给下一代：经重组的基因一般来说是能传代的
3.2 基因工程的主要内容
与宏观的工程一样，基因工程 的操作也需要经过“切”、“接”、 “检查”等过程，只是各种操作的工 具不同，被操作的对象是肉眼难以直 接观察的核酸分子。
基因工程的概念和主要内容
1
• 一、基因研究的发展过程 • 二、DNA的组成、结构和功能 • 三、基因工程的概念及主要内容 • 四、工具酶和基因载体 • 五、基因工程的基本技术 • 六、基因工程在食品产业中的应用
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
• 基因工程研究的理论依据
(1)不同基因具有相同的物质基础:具有遗传功能的特定因彼此之间存在着间隔序列 (3)基因是可以转移的：基因可在不同生物之间转移，或在染色体DNA上移动
(4)多肽与基因之间存在对应关系：普遍认为，一种多肽就有一种相应的基因 (5)遗传密码是通用的：一系列三联密码子同氨基酸之间的对应关系，在所有生物中都
4
三、基因工程的概念及主要内容
3.1 基因工程的概念 3.2 基因工程的主要内容
3.1 基因工程的概念
基因工程也就是DNA重组技术，是用人工的方法把 不同生物的遗传物质（基因）分离出来，在体外进行 剪切、拼接、重组，形成重组体，然后再把重组体引 入宿主细胞中得以高效表达，最终获得人们所需要的 基因产物。
是相同的
(6)基因可通过复制把遗传信息传递给下一代：经重组的基因一般来说是能传代的
3.2 基因工程的主要内容
与宏观的工程一样，基因工程 的操作也需要经过“切”、“接”、 “检查”等过程，只是各种操作的工 具不同，被操作的对象是肉眼难以直 接观察的核酸分子。
基因工程的概念和主要内容
1
• 一、基因研究的发展过程 • 二、DNA的组成、结构和功能 • 三、基因工程的概念及主要内容 • 四、工具酶和基因载体 • 五、基因工程的基本技术 • 六、基因工程在食品产业中的应用
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
• 基因工程研究的理论依据
(1)不同基因具有相同的物质基础:具有遗传功能的特定因彼此之间存在着间隔序列 (3)基因是可以转移的：基因可在不同生物之间转移，或在染色体DNA上移动
(4)多肽与基因之间存在对应关系：普遍认为，一种多肽就有一种相应的基因 (5)遗传密码是通用的：一系列三联密码子同氨基酸之间的对应关系，在所有生物中都
苏教版选修三 11 基因工程概述(课件)
提取目的基因的方法
提取目的基因的方法
1、直接分离基因 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来 目前被较广泛 提取使用的目的基 因有： 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、 抗虫基因、人胰岛 素基因、 素基因、人干扰素 基因、 基因、种子贮藏蛋 白基因、 白基因、植物抗病 基因等。 基因等。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ DNA是否具有相同的黏性末端
G AA T T C C T T AA G 用同种限制酶切割 G AA T T C G G AA T T C G G AA T T C C T T AA G
质粒
质粒
质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 双链环状DNA
质粒
质
粒
标记基因，便于进行检测 标记基因，
基因操作的基本步骤
基因操作的基本步骤
1. 获取目的基因 2. 形成重组DNA分子 形成重组DNA DNA分子 3. 将重组DNA分子导入受体细胞 将重组DNA DNA分子导入受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 5.目的基因的表达 5.目的基因的表达
转基因番茄
以色列研究人员日前宣布，他们利用 以色列研究人员日前宣布， 转基因技术培育出一种具有柠檬和玫 瑰香味的新品种番茄。 瑰香味的新品种番茄。生成类胡萝卜 素的其他农作物和花也可以像番茄一 通过转基因技术改变气味和口味。 样，通过转基因技术改变气味和口味。 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 达到和注射疫苗一样的效果。 达到和注射疫苗一样的效果。 中国农科院生物研究所有关研究人员指出， 中国农科院生物研究所有关研究人员指出，“利用转基 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863 863高新生物技术领域 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863高新生物技术领域 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力， 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力，现已取得 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后， 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后，现又将乙型肝 炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功导入西红柿并获得稳定和高效 表达，这就意味着，人们不必忍痛， 表达，这就意味着，人们不必忍痛，轻松地吃几个西红柿就能 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 问题
提取目的基因的方法
1、直接分离基因 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来 目前被较广泛 提取使用的目的基 因有： 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、 抗虫基因、人胰岛 素基因、 素基因、人干扰素 基因、 基因、种子贮藏蛋 白基因、 白基因、植物抗病 基因等。 基因等。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ DNA是否具有相同的黏性末端
G AA T T C C T T AA G 用同种限制酶切割 G AA T T C G G AA T T C G G AA T T C C T T AA G
质粒
质粒
质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 双链环状DNA
质粒
质
粒
标记基因，便于进行检测 标记基因，
基因操作的基本步骤
基因操作的基本步骤
1. 获取目的基因 2. 形成重组DNA分子 形成重组DNA DNA分子 3. 将重组DNA分子导入受体细胞 将重组DNA DNA分子导入受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 5.目的基因的表达 5.目的基因的表达
转基因番茄
以色列研究人员日前宣布，他们利用 以色列研究人员日前宣布， 转基因技术培育出一种具有柠檬和玫 瑰香味的新品种番茄。 瑰香味的新品种番茄。生成类胡萝卜 素的其他农作物和花也可以像番茄一 通过转基因技术改变气味和口味。 样，通过转基因技术改变气味和口味。 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 达到和注射疫苗一样的效果。 达到和注射疫苗一样的效果。 中国农科院生物研究所有关研究人员指出， 中国农科院生物研究所有关研究人员指出，“利用转基 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863 863高新生物技术领域 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863高新生物技术领域 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力， 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力，现已取得 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后， 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后，现又将乙型肝 炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功导入西红柿并获得稳定和高效 表达，这就意味着，人们不必忍痛， 表达，这就意味着，人们不必忍痛，轻松地吃几个西红柿就能 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 问题
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。
大学生物化学课件基因工程ppt
定义 识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围 切割双链DNA的一类内切酶。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
切割DNA后产生含5’磷酸和3’羟基的末端
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
连接酶
重组体
转化 体外包装，转染
带重组体的宿主
筛选
表型筛选
酶切电泳鉴定
菌落原位杂交
以 质 粒 为 载 体 的
DNA 克 隆 过 程
扩增或表达
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（六）克隆基因的表达
Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
GGATCC CCTAGG
切口 ：平端切口、粘端切口
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
平端切口
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
蛋白质而特意设计的载体称为表达载体。
载体的选择标准：
能在宿主细胞中自主复制； 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体
的筛选和鉴定； 有克隆位点（外源DNA插入点），常具有
多个单一酶切位点，称为多克隆位点； 分子量小，以容纳较大的外源DNA。 作为表达载体，具有与宿主细胞相适应的
调控元件：启动子，增强子等。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
切割DNA后产生含5’磷酸和3’羟基的末端
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
连接酶
重组体
转化 体外包装，转染
带重组体的宿主
筛选
表型筛选
酶切电泳鉴定
菌落原位杂交
以 质 粒 为 载 体 的
DNA 克 隆 过 程
扩增或表达
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（六）克隆基因的表达
Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
GGATCC CCTAGG
切口 ：平端切口、粘端切口
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
平端切口
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
蛋白质而特意设计的载体称为表达载体。
载体的选择标准：
能在宿主细胞中自主复制； 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体
的筛选和鉴定； 有克隆位点（外源DNA插入点），常具有
多个单一酶切位点，称为多克隆位点； 分子量小，以容纳较大的外源DNA。 作为表达载体，具有与宿主细胞相适应的
调控元件：启动子，增强子等。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
《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 。
基因工程第1讲概论课件
为基因工程技术的诞生典定了理论基础。
理论上的可行性。
41
二、分子遗传学新方法是基因工程的 技术基础（六大技术）
首当其冲的是要解决: ① 如何自如地得到目的基因； ② 如何在体外改造基因，得到重 组体； ③ 如何在体外转移重组基因；
直到20世纪70年代中期，相继出现了 几项关键性技术，梦想成真。
42
实际上的可操作性 材料、实验条件、时空条件、
经济条件和政策。 基础方面的基本条件（可能性+ 可行性+ 可操作性）具备, 尚需人的科学创新 思维+ 艰苦的实践。才能得到创新的发明、 发现
49
1970年, MIT 的 科学家率先提出在体 外把不同来源的遗传 物质进行重组的设想, 但遭到反对, 不予支
50
办
不
不
到
到
的
的
22
第一节 基因工程的 发生与发展
23
一、基因工程诞生的理论基础
2生物遗传的物质基础是 DNA 肺炎链球菌光滑型和粗糙型的转化 试验
24
● 1944年, 美 国微生物学家 Avery证明基 因就是DNA分 子, 提出 DNA 是遗传信息的 载体。
32
遗 传 密 码 表
目 录33
mRNA分子上从5 至3 的方向,每3个核 苷酸构建一个密码子, 编码某一特定氨基酸或 作为蛋白质合成的起始、终止信号, 称为三联 体密码(triplet codon), 也称遗传密码子(genetic codon)。
解决了信息语言的对应关系。
34
•密码: 43 = 64
14
（4）利用重组DNA技术可以在体外大 量扩增、纯化人们感兴趣的基因, 研 究其结构、功能及调控机制, 从而拓 宽了分子生物学的研究领域。
理论上的可行性。
41
二、分子遗传学新方法是基因工程的 技术基础（六大技术）
首当其冲的是要解决: ① 如何自如地得到目的基因； ② 如何在体外改造基因，得到重 组体； ③ 如何在体外转移重组基因；
直到20世纪70年代中期，相继出现了 几项关键性技术，梦想成真。
42
实际上的可操作性 材料、实验条件、时空条件、
经济条件和政策。 基础方面的基本条件（可能性+ 可行性+ 可操作性）具备, 尚需人的科学创新 思维+ 艰苦的实践。才能得到创新的发明、 发现
49
1970年, MIT 的 科学家率先提出在体 外把不同来源的遗传 物质进行重组的设想, 但遭到反对, 不予支
50
办
不
不
到
到
的
的
22
第一节 基因工程的 发生与发展
23
一、基因工程诞生的理论基础
2生物遗传的物质基础是 DNA 肺炎链球菌光滑型和粗糙型的转化 试验
24
● 1944年, 美 国微生物学家 Avery证明基 因就是DNA分 子, 提出 DNA 是遗传信息的 载体。
32
遗 传 密 码 表
目 录33
mRNA分子上从5 至3 的方向,每3个核 苷酸构建一个密码子, 编码某一特定氨基酸或 作为蛋白质合成的起始、终止信号, 称为三联 体密码(triplet codon), 也称遗传密码子(genetic codon)。
解决了信息语言的对应关系。
34
•密码: 43 = 64
14
（4）利用重组DNA技术可以在体外大 量扩增、纯化人们感兴趣的基因, 研 究其结构、功能及调控机制, 从而拓 宽了分子生物学的研究领域。
《基因工程简介》课件
前沿的学科，将对医学、农业、环境和能源等领域带来深刻的变革和进步。了解基因工程的基本概 念、应用和挑战，是我们迎接未来科技发展的重要一步。
基因转导
将外源基因导入目标细胞，实 现基因功能的调控和表达。
基因编辑
利用CRISPR-Cas9等技术，对基 因组中的特定位置进行精确编 辑和改造。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
基因工程涉及对生命和基因的控制，引发伦理和道德层面的反思和讨论。
2 风险问题
基因工程可能带来环境风险和基因突变等潜在问题，需要严格的安全评估和监管。
《基因工程简介》PPT课 件
基因工程是一门研究控制和改变生物基因组的学科。通过改变生物体基因组 的结构和组织，可以产生改善农作物、生产药物、治疗疾病等社会需求的生 物。
基因工程的定义
基因工程是一种重要的生物技术，利用现代分子遗传学和基因组学知识，设 计和操作基因的技术，以改变生物体的特征，实现对生命过程和物质转化的 控制。
农业生产
基因工程可以改良农作物，提高产 量和耐性，解决粮食安全和环境问 题，为农业生产带来巨大变革。
基因编辑
通过基因编辑技术，可以精确修改 和调整生物基因组，开辟了新的治 疗疾病和改良物种的途径。
基因工程的主要技术方法
基因克隆
将感兴趣的基因从一个物种转 移到另一个物种，以实现基因 的功能研究和应用。
3 社会问题
基因工程引发公众关注和争议，涉及科技发展与社会责任之间的平衡问题。
基因工程的未来发展趋势
精准医学
基因工程将深化个体基因组研究， 实现个体化治疗和预防，推动精 准医学的发展。
生物能源
基因工程技术有望提升生物能源 的生产效率，推动可再生能源的 发展和应用。
基因转导
将外源基因导入目标细胞，实 现基因功能的调控和表达。
基因编辑
利用CRISPR-Cas9等技术，对基 因组中的特定位置进行精确编 辑和改造。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
基因工程涉及对生命和基因的控制，引发伦理和道德层面的反思和讨论。
2 风险问题
基因工程可能带来环境风险和基因突变等潜在问题，需要严格的安全评估和监管。
《基因工程简介》PPT课 件
基因工程是一门研究控制和改变生物基因组的学科。通过改变生物体基因组 的结构和组织，可以产生改善农作物、生产药物、治疗疾病等社会需求的生 物。
基因工程的定义
基因工程是一种重要的生物技术，利用现代分子遗传学和基因组学知识，设 计和操作基因的技术，以改变生物体的特征，实现对生命过程和物质转化的 控制。
农业生产
基因工程可以改良农作物，提高产 量和耐性，解决粮食安全和环境问 题，为农业生产带来巨大变革。
基因编辑
通过基因编辑技术，可以精确修改 和调整生物基因组，开辟了新的治 疗疾病和改良物种的途径。
基因工程的主要技术方法
基因克隆
将感兴趣的基因从一个物种转 移到另一个物种，以实现基因 的功能研究和应用。
3 社会问题
基因工程引发公众关注和争议，涉及科技发展与社会责任之间的平衡问题。
基因工程的未来发展趋势
精准医学
基因工程将深化个体基因组研究， 实现个体化治疗和预防，推动精 准医学的发展。
生物能源
基因工程技术有望提升生物能源 的生产效率，推动可再生能源的 发展和应用。
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第一节 基因工程概述
建筑精选课件
1
定向改造基因设想
设想 一
设想 二
设想 三
能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立 了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
建筑精选课件
2Hale Waihona Puke 基因工程的诞生和发展建筑精选课件
25
• 获得目的基因的方法
直接分离基因：“鸟枪法”（“散弹射击法”）
人工合成基因
反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
建筑精选课件
26
1 . “鸟枪法”（“散弹射 击法”）
用限制酶将供体细胞中
的DNA切成许多片段，将这
些片段分别载入运载体，然
后通过运载体分别转入不同 的受体细胞，让供体细胞提
基因工程（gene engineering）是指在体 外通过人工 “剪切”和“拼接”等方法，对 生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受 体细胞内并使重组基因在受体细胞中表达, 产 生人类需要的基因产物的技术。又叫DNA重组 技术。
建筑精选课件
4
概念的把握
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 优点 本质
DNA重组技术
体外 基因
分子水平
剪切→ 拼接 →导入→ 表达 获得人类需要的基因产物
定向改造生物
建筑精选课件基因重组
5
（二）基因工程的工具——酶和载体
关键步骤一的工具：“分子手术刀”—限制性内切酶 关键步骤二的工具： “分子针线”—DNA连接酶 关键步骤三的工具： “分子运输车”—载体
建筑精选课件
用限制酶切断成 许多片段
供的外源DNA的所有片段分
别在各个受体细胞中大量复
制（即扩增），从中找出含
有目的基因的细胞，再利用
一定方法将目的基因的DNA
片段分离出来。
建筑精选课件
27
2.人工合成基因 (1)反转录法： 目的基因的mRNA
8
１、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶
大肠杆菌的一种限制酶能识
限制 酶
别GAATTC序列，并在G和A 之间切开DNA。
建筑精选课件
9
思考：
①限制酶所识别的序列有什么特点？
②限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？
③什么叫黏性末端？ 建筑精选课件
10
思考：①限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，都具有回文序列。
①作用： 将外源基因送入受体细胞。
②条件：
（1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 （2）具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
（3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如对抗生素
的抗性基因、产生具有颜色反应的基因等。
③常用种类： 质粒、噬菌体和一些动植物病毒。
建筑精选课件
18
质粒的特点:
1. 能自主复制的小型环状DNA分子； 2. 质粒的存在与否对宿主细胞无影响； 3. 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
（2）分布：主要在微生物中。 （3）结果：产生黏性末端．
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• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？
会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性 末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA 分子了。
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２、“分子针线”——DNA连接酶
思考：DNA连接酶连接的是什么部位？
②限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？ 任何一种限制酶都只识别和切断特定的核苷酸序列，
这是由限制酶的性质所决定的。
③什么叫黏性末端？ 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，他们之间正好互补 配对，这样的切口叫黏性末端。
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限制性核酸内切酶（简称限制酶）
（1）特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 在特定的切点切割DNA分子。
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。
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G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
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３、运载工具－载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的目的基因在乙生物体内进 行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基 因送入细胞的工具就是载体。
• 艾弗里：证明ＤＮＡ是主要的遗传物质 • 沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构 • 尼伦贝格：破译遗传密码
1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进行 体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立 了定向改造生物的新技术--基因工程。
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3
（一）基因工程的概念
• 什么是基因工程？
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、质粒都可作为载体
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22
基因工程的一般过程：
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获取目的基因 制备重组DNA分子 转化受体细胞 筛选出获得目的基 因的重组细胞 实现功能表达（培
养受体细胞并诱导目的
基因的表达）
23
步骤一：获取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
• 大肠杆菌的质粒：
最常用的质粒是大肠杆菌
的质粒，其中常含有抗药
基因，如抗四环素的标记
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
细胞内进行。
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练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形
成氢键
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2.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
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3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ B D ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性
状，培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的 抗病基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的 胰岛素基因、干扰素基因等。
建筑精选课件24从基因中获取目的基因：基因: 一个生物体的基因组DNA用限制性核酸内切酶部
分酶切后，将酶切片段插入到载体DNA分子中，所有 这些插入了基因组DNA片段的载体分子的集合体，将 包含这个生物体的整个基因组，也就是构成了这个生 物体的基因。 (gene library).
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1
定向改造基因设想
设想 一
设想 二
设想 三
能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立 了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
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2Hale Waihona Puke 基因工程的诞生和发展建筑精选课件
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• 获得目的基因的方法
直接分离基因：“鸟枪法”（“散弹射击法”）
人工合成基因
反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
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1 . “鸟枪法”（“散弹射 击法”）
用限制酶将供体细胞中
的DNA切成许多片段，将这
些片段分别载入运载体，然
后通过运载体分别转入不同 的受体细胞，让供体细胞提
基因工程（gene engineering）是指在体 外通过人工 “剪切”和“拼接”等方法，对 生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受 体细胞内并使重组基因在受体细胞中表达, 产 生人类需要的基因产物的技术。又叫DNA重组 技术。
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4
概念的把握
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 优点 本质
DNA重组技术
体外 基因
分子水平
剪切→ 拼接 →导入→ 表达 获得人类需要的基因产物
定向改造生物
建筑精选课件基因重组
5
（二）基因工程的工具——酶和载体
关键步骤一的工具：“分子手术刀”—限制性内切酶 关键步骤二的工具： “分子针线”—DNA连接酶 关键步骤三的工具： “分子运输车”—载体
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用限制酶切断成 许多片段
供的外源DNA的所有片段分
别在各个受体细胞中大量复
制（即扩增），从中找出含
有目的基因的细胞，再利用
一定方法将目的基因的DNA
片段分离出来。
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2.人工合成基因 (1)反转录法： 目的基因的mRNA
8
１、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶
大肠杆菌的一种限制酶能识
限制 酶
别GAATTC序列，并在G和A 之间切开DNA。
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9
思考：
①限制酶所识别的序列有什么特点？
②限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？
③什么叫黏性末端？ 建筑精选课件
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思考：①限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，都具有回文序列。
①作用： 将外源基因送入受体细胞。
②条件：
（1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 （2）具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
（3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如对抗生素
的抗性基因、产生具有颜色反应的基因等。
③常用种类： 质粒、噬菌体和一些动植物病毒。
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质粒的特点:
1. 能自主复制的小型环状DNA分子； 2. 质粒的存在与否对宿主细胞无影响； 3. 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
（2）分布：主要在微生物中。 （3）结果：产生黏性末端．
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• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？
会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性 末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA 分子了。
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２、“分子针线”——DNA连接酶
思考：DNA连接酶连接的是什么部位？
②限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？ 任何一种限制酶都只识别和切断特定的核苷酸序列，
这是由限制酶的性质所决定的。
③什么叫黏性末端？ 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，他们之间正好互补 配对，这样的切口叫黏性末端。
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限制性核酸内切酶（简称限制酶）
（1）特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 在特定的切点切割DNA分子。
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。
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C
A
T
A
T
T
A
T
A
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３、运载工具－载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的目的基因在乙生物体内进 行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基 因送入细胞的工具就是载体。
• 艾弗里：证明ＤＮＡ是主要的遗传物质 • 沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构 • 尼伦贝格：破译遗传密码
1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进行 体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立 了定向改造生物的新技术--基因工程。
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（一）基因工程的概念
• 什么是基因工程？
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、质粒都可作为载体
建筑精选课件
22
基因工程的一般过程：
建筑精选课件
获取目的基因 制备重组DNA分子 转化受体细胞 筛选出获得目的基 因的重组细胞 实现功能表达（培
养受体细胞并诱导目的
基因的表达）
23
步骤一：获取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
• 大肠杆菌的质粒：
最常用的质粒是大肠杆菌
的质粒，其中常含有抗药
基因，如抗四环素的标记
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
细胞内进行。
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练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形
成氢键
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2.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
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3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ B D ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性
状，培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的 抗病基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的 胰岛素基因、干扰素基因等。
建筑精选课件24从基因中获取目的基因：基因: 一个生物体的基因组DNA用限制性核酸内切酶部
分酶切后，将酶切片段插入到载体DNA分子中，所有 这些插入了基因组DNA片段的载体分子的集合体，将 包含这个生物体的整个基因组，也就是构成了这个生 物体的基因。 (gene library).