基因工程：是指按照人們愿望，進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)并通過體外DNA重組和

，賦予生物以新

，從而發(fā)明出更符合人們需要新

.由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，因此又叫

。

什么叫基因工程？轉(zhuǎn)基因技術(shù)生物類型和生物產(chǎn)品DNA重組技術(shù)遺傳特性1/33基因工程別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過程目標(biāo)基因拼接或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→體現(xiàn)定向改造生物遺傳性狀

基因工程定向改造生物遺傳性狀,這種變異起源是基因重組

對(duì)基因工程(DNA重組技術(shù))概念理解？2/33DNA重組技術(shù)基本工具★手術(shù)刀(基因剪刀)------精確切割DNA★縫合針(基因針線)-----將DNA片段再連接起來★運(yùn)輸工具(基因運(yùn)載體)------將體外重組好DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞3/33一.分子手術(shù)刀------限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)A.起源:主要從原核生物中分離純化B.作用:識(shí)別雙鏈DNA分子某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位兩個(gè)核苷酸之間磷酸二酯鍵斷開.4/33限制酶切割DNA后形成末端——黏性末端、平末端是如何形成？5/33C.識(shí)別序列組成:大多數(shù)由六個(gè)核苷酸組成D.切割后產(chǎn)生DNA片段末端形式黏性末端平末端反向?qū)ΨQ反復(fù)排列6/33二.DNA連接酶-------“分子縫合針”分類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶差異:

E.coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)黏性末端之間連接起來;T4DNA連接酶既能夠“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)黏性末端,又能夠“縫合”雙鏈DNA片段平末端,但連接平末端之間效率比較低.DNA連接酶與DNA聚合酶區(qū)分：7/33DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈連接部位相同點(diǎn)雙鏈單鏈在兩DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存在DNA片段上,形成磷酸二酯鍵都能形成磷酸二酯鍵，二者都由蛋白質(zhì)組成8/33基因載體——“分子運(yùn)輸車”A.載體必須具有條件：

1、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；

2、具有一種多種限制酶切點(diǎn)，方便與外源基因連接；

3、具有某些標(biāo)識(shí)基因，便于進(jìn)行篩選。（如抗菌素抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)基因等）

4、對(duì)受體細(xì)胞無害，且大小要合適B.載體作用：

1、將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。

2、利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞內(nèi)，對(duì)外源基因進(jìn)行大量復(fù)制。C.常用載體有：質(zhì)粒，λ噬菌體衍生物，動(dòng)植物病毒等9/33

基因工程基本操作程序目標(biāo)基因獲取基因體現(xiàn)載體構(gòu)建將目基因?qū)胧荏w細(xì)胞目標(biāo)基因檢測與判定10/33一、目標(biāo)基因獲取(一)、目基因主要是______________________編碼蛋白質(zhì)基因（二）、獲取目標(biāo)基因常用辦法有哪些?1、從基因文庫中獲取2、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增3、人工合成11/33一、目標(biāo)基因獲取（一）從基因文庫中直接獲取1.基因文庫：概念見P92.基因文庫分類:按外源DNA片段起源分類種類基因組DNA文庫：具有一種生物所有基因部分基因文庫：只包括了一種生物部分基因，如：cDNA文庫3.基因文庫目標(biāo)

為了在不知目標(biāo)基因序列情況下，便于取得所需目標(biāo)基因4.獲取目標(biāo)基因根據(jù)：見課本P912/33（一）基因文庫構(gòu)建（1）基因組文庫構(gòu)建提取某生物所有DNA用合適限制酶切割許多DNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌群該生物基因組文庫（每個(gè)受體菌具有一段不一樣DNA片段）（2）cDNA文庫構(gòu)建——mRNA反轉(zhuǎn)錄形成與載體連接導(dǎo)入受體菌群mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶雜交雙鏈核酸酶H單鏈DNADNA聚合酶雙鏈DNA(cDNA)該生物cDNA文庫13/331、概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________核酸合成技術(shù)通過這項(xiàng)技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目標(biāo)基因

由于整個(gè)過程是在體外進(jìn)行，因此又叫做體外DNA擴(kuò)增技術(shù)。多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段2、原理：DNA復(fù)制基本原理(二)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目基因14/33四種脫氧核苷酸一對(duì)引物：熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶）模板DNA(需含有目基因)4、條件：一對(duì)寡核苷酸序列：與目標(biāo)基因起始段互補(bǔ)一段已知目標(biāo)基因核苷酸序列，方便根據(jù)這一序列合成引物3、前提：溫度控制15/33IMN變性復(fù)性延伸1、變性(90---95度)：目基因DNA受熱變性，氫鍵斷裂成為單鏈；2.復(fù)性（55---60度）：引物與兩條單鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合，形成局部雙鏈3.延伸（70---75度）：在DNA聚合酶（Taq酶）作用下，從5′端→3′端進(jìn)行延伸，形成雙鏈DNA。16/33（三）通過DNA合成儀用化學(xué)辦法人工合成1.蛋白質(zhì)氨基酸次序mRAN核苷酸序列基因DNA核苷酸序列目基因推測推測合成

當(dāng)基因比較小、蛋白質(zhì)氨基酸序列能夠測得或核苷酸序列已知時(shí)，可采取此種辦法。2.反轉(zhuǎn)錄法：

以目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄成信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)單鏈DNA，然后在酶作用下合成雙鏈DNA，從而取得所需基因。17/331.用一定_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一種切口，露出____________。2.用_____________切斷目基因，使其產(chǎn)生_________________?！?/p>

關(guān)鍵3.將切下目標(biāo)基因片段插入質(zhì)粒______處，再加入適量___________，形成了一種重組

DNA分子（重組質(zhì)粒）限制酶黏性末端同一種限制酶黏性末端切口DNA連接酶相同(二)基因體現(xiàn)載體構(gòu)建18/33基因體現(xiàn)載體組成：目：使目基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。a、目基因b、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)識(shí)基因19/33(三)將目基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用受體細(xì)胞：動(dòng)植物細(xì)胞、大腸桿菌、土壤農(nóng)桿菌、枯草桿菌等。將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞原理：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞途徑。轉(zhuǎn)化——目標(biāo)基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____過程受體細(xì)胞穩(wěn)定體現(xiàn)20/33辦法導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——

感受態(tài)細(xì)胞吸取DNA分子(三)將目基因?qū)胧荏w細(xì)胞21/33(四)目標(biāo)基因檢測與判定——檢查是否成功檢測—（分子水平檢測）判定—①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA

上是否插入了目標(biāo)基因②檢測目基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲判定、抗病判定、活性判定等辦法——辦法——辦法——DNA-DNA分子雜交DNA-RNA分子雜交抗原-抗體雜交（個(gè)體生物學(xué)水平檢測）22/332.微生物作受體細(xì)胞原因：將目基因?qū)胛⑸锛?xì)胞3.轉(zhuǎn)化辦法：大腸桿菌繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少

處理細(xì)胞→

細(xì)胞→體現(xiàn)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→_________細(xì)胞吸取DNA分子。氯化鈣/鈣離子感受態(tài)感受態(tài)1.常用菌：23/33植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面?1.提升農(nóng)作物抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）2.改良農(nóng)作物品質(zhì)3.利用植物生產(chǎn)藥品等方面.24/331.抗蟲基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等2.我國抗蟲棉目標(biāo)基因是什么?目標(biāo)基因從何而來?

我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因培育出來，這種基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來。25/33二、動(dòng)物基因工程前景廣闊（一）用于提升動(dòng)物生長速度導(dǎo)入外源生長激素基因（二）用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)（三）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥品就基因藥品而言，最抱負(fù)體現(xiàn)場所是乳腺（四）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植供體26/33工程菌:用基因工程辦法，使外源基因得到高效率體現(xiàn)菌類細(xì)胞株系。

基因工程藥品包括：細(xì)胞因子（即淋巴因子如白細(xì)胞介素—2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等三、基因工程藥品異軍突起27/33基因診斷：

也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對(duì)特定疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)識(shí)DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理；四、基因治療曙光初照1）β—珠蛋白DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細(xì)胞中分離出癌基因制備DNA探針→白血病28/331、基因治療概念：四、基因治療曙光初照

把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因體現(xiàn)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)成治療疾病目標(biāo)，是治療遺傳病最有效伎倆。（把特定外源基因?qū)胗谢蛉毕菁?xì)胞中，從而達(dá)成治療疾病目標(biāo)）體外基因治療：先從病人體內(nèi)取得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移治病辦法。（如將治療囊性纖維病正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）2、基因治療類型29/333、基因治療發(fā)展現(xiàn)狀：處于早期臨床試驗(yàn)階段4、用于基因治療基因種類：正常基因、反義基因和自殺基因30/33基因工程與食品業(yè)基因工程為人類開辟新食物起源。

1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中體現(xiàn)取得成功。這表白，將來能用發(fā)酵罐培養(yǎng)大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要卵清蛋白。

2）用基因工程辦法從微生物中取得人們所需要糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品?；蚬こ虨槭称饭I(yè)中提供了什么前景？31/33基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于