生物选修3基因工程知识点归纳(详实)PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,选修三 现代生物科技专题,专题一 基因工程,.,什么是基因？,什么是有遗传效应？,基因的功能是什么？,有遗传效应的,DNA,片段,能够直接指导或间接调控蛋白质合成,基因能够储存、,_,和,_,遗传信息，也可能发生突变，从而决定生物体的性状。,传递,表达,基因是怎样储存、传递和表达遗传信息的？,储存：,传递：,表达：,基因中脱氧核苷酸的,排序,代表遗传信息,基因通过,复制,，可以由亲代传递到子代,基因通过,转录,和,翻译,，将遗传信息体现为蛋白质的结构,原核生物和真核生物的基因结构分别是怎样的？,.,编码区,非编码区,非编码区,编码区上游,编码区下游,不能编码蛋白质,可调控遗传信息的表达,(,调控序列,),编码蛋白质,(,编码序列,),原核细胞的基因结构,.,编码区,非编码区,非编码区,RNA,聚合酶结合位点,RNA,聚合酶是由多条肽链构成的蛋白质，能识别并与调控序列中的结合位点结合，催化,DNA,转录（合成）出,RNA,。也有解旋DNA的作用。,RNA,聚合酶,终止子,原核细胞的基因结构,.,RNA,聚合酶结合位点,A G G U C A C G U C G,A G G T C A C G T C G,T C C A G T G C A G C,RNA,聚合酶,RNA,聚合酶,RNA,聚合酶,原核细胞的基因结构,.,编码区,非编码区,非编码区,编码区下游,调控遗传信息的表达,(,调控序列,),外显子,(,能编码蛋白质,),内含子,(,不能编码蛋白质,),RNA,聚合酶结合位点,真核细胞的基因结构,.,原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么？,都是由能够编码蛋白质的,_,和具有调控作用的,_,组成,编码区是,连续,的,编码区是,间隔,的，,不连续的,编码区,非编码区,什么是,基因工程,？,基因工程中的基因重组和杂交育种中的基因重组,有何区别,？,基因工程能否决定或改变生物进化的方向？,基因工程只能提供进化的原材料，自然选择决定进化方向,.,基因工程的概念,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,获得人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,基因重组（定向）,.,基因重组,基因重组,体外,(,细胞外,),体内,(,生殖细胞内,),不同物种,同一物种,任意,减数分裂过程,定向,不定向,.,1.1,DNA,重组技术的基本工具,基因重组技术的基本工具有哪些？,限制酶是从何种生物中分离出来的？,限制酶的作用特点是什么？,限制酶能识别和切割,RNA,和单链,DNA,吗？,原核生物细胞内的限制酶不能切割自身的,DNA,，请推测原因？,限制酶、,DNA,连接酶、载体,主要从原核生物分离,能够识别,_DNA,分子的特定核苷酸序列，并且切割每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的,_,键，使之断开。,磷酸二酯,双链,不能,其,DNA,分子中不具备该种限制酶的识别和切割序列；,或者有相应识别序列，但是被修饰过而不能被识别。,.,限制酶的识别序列有何特点？,限制酶切割的部位在哪里？,限制酶切割,DNA,产生怎样的结果？,什么是,黏性末端,？,限制酶所识别的序列，可以找到一条中轴线，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是反向对称、重复排列的,在识别序列,_,切割，产生黏性末端；,在识别序列,_,切割，产生平末端。,中轴线两侧,中轴线处,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个伸出的脱氧核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,相邻脱氧核苷酸之间由,_,和,_,所形成的磷酸二酯键,磷酸,脱氧核糖,.,EcoR,黏性末端,黏性末端,.,Sma,平末端平末端,.,要想获得某个特定性状的基因，必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性,(,平,),末端？,把两种来源不同的,DNA,用同种限制酶切割，会有怎样的结果？,不同的限制酶切割产生的黏性末端，一定不同吗？,将切下来的,DNA,片段拼接成新的,DNA,分子，需要什么工具？,DNA,连接酶的作用是什么？,要切两个切口，产生四个黏性,(,平,),末端,会产生相同的黏性末端,不一定,DNA,连接酶可将,_,之间的缝隙“缝合”起来，即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,_,。,双链,DNA,片段,磷酸二酯键,.,互补的黏性末端之间的碱基对间的氢键的恢复，与酶有关吗？,DNA,连接酶对所连接的,DNA,片段的碱基序列有严格要求吗？,DNA,连接酶有连接单链,DNA,的本领吗？,根据来源，把,DNA,连接酶分为几类？,Ecoli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,大肠杆菌,T,4,噬菌体,恢复,磷酸,二酯键,只能连接,黏性,末端,能连接,黏性,末端,和,平,末端,(,效率低,),迄今为止，所发现的,DNA,连接酶都不具备连接单链,DNA,的能力,无关,没有,.,蛋白质,蛋白质,双链,DNA,片段,将单个脱氧核苷酸,合成互补子链,不需要,需要,构建基因表达载体,PCR,技术需要耐高温的,DNA,聚合酶，即,Taq,酶,连接滞后链上的,冈崎片段,将游离脱氧核苷酸连接到引物，形成互补子链,DNA,连接酶和,DNA,聚合酶有何区别？,.,能否把目的基因直接导入受体细胞？需要什么工具？,载体的作用是什么？,载体的化学本质是什么？,天然的,DNA,分子可以直接用做基因工程的载体吗？,载体需要具备什么条件？,作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去；,使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。,本质是能够自我复制的,DNA,分子,对受体细胞,_,；,能在受体细胞中,_,并稳定保存；,具有,_,的切点，供外源基因插入；,具有,_,，供重组,DNA,的鉴定和筛选。,无害,复制,一种至多种限制酶,标记基因,.,基因工程使用的载体有哪些？,什么是质粒？,质粒存在于哪些生物的细胞中？,携带外源基因的质粒进入受体细胞，有几种复制方式？,质粒,DNA,分子上有哪些标记基因？,质粒；动植物病毒；,噬菌体的衍生物,细菌拟核,DNA,之外，能够进行自主复制的小型双链环状,DNA,分子,细菌和酵母菌,能在受体细胞进行自我复制；,或整合到染色体,DNA,上，随染色体,DNA,进行同步复制。,四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等,.,不经改造的普通噬菌体，能否用做基因工程的载体？,普通的噬菌体进入细菌细胞，会导致受体菌裂解死亡,.,1.2,基因工程的基本操作程序,基因工程的基本操作程序，包括哪几个步骤？,目的基因的获取；,基因表达载体的构建；,将目的基因导入受体细胞；,目的基因的检测和鉴定。,什么是目的基因？,从供体细胞转移到受体细胞的基因。主要指的是编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的基因。,.,获取目的基因的常用方法有哪些？,从,基因文库,中获取目的基因；,利用,PCR,技术,扩增目的基因；,通过,DNA,合成仪，用化学方法,人工合成,。,什么是基因文库？,基因文库有几种类型？,将含有某种生物不同基因的许多,DNA,片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。,基因组文库：,部分基因文库：,只包含了一种生物的部分基因，如：,cDNA,文库,受体菌群含有一种生物的全部基因,.,某种生物的基因组文库有几个？,cDNA,文库呢？,基因文库的构建方法是什么？,一种生物的基因组文库只有一个，而,cDNA,文库可以有多个,提取某种生物的全部,DNA,限制酶切割,一定大小的,DNA,片段,与载体连接,导入受体菌中储存,基因组文库,某种生物的,mRNA,单链互补,DNA,双链,cDNA,片段,导入受体菌中储存,与载体连接,cDNA,文库,逆转录酶,.,编码区,非编码区,非编码区,DNA,聚合酶,剪接有关的酶,RNA,聚合酶,mRNA,前体,mRNA,单链,DNA,cDNA,逆转录酶,转录,剪接,逆转录,复制,启动子,终止子,基因,真核细胞的,cDNA,的获取,不含非编码序列，即不含启动子、终止子和内含子,.,构建基因文库，需要哪些操作工具？,从基因文库中提取目的基因时，还需要用上述工具吗？,怎样从基因文库中得到所需要的目的基因？,得到目的基因之后，怎样在短时间内大量扩增目的基因？,什么是,PCR,技术？,限制酶、,DNA,连接酶、载体,不需要,根据目的基因的有关信息，如基因的功能、转录产物等进行筛选,PCR,技术,PCR,全称为,_,，是一项在生物,_,复制,_,的核酸合成技术。,聚合酶链式反应,体外,特定,DNA,片段,PCR,技术的理论基础（原理）是什么？,进行,PCR,时，怎样使,DNA,双链解开？,体外模拟细胞内的,DNA,复制,利用,DNA,的热变性原理,在,80-100,的温度范围内，,DNA,的双螺旋结构解体，双链分开,.,高温解决了打开双链的问题，但怎样解决,DNA,聚合酶失活的问题？,DNA,聚合酶的作用有何特点？,引物是怎样合成的？起什么作用？,复制含目的基因的双链,DNA,片段需要几种引物？,需要一种耐高温的,DNA,聚合酶，即,Taq,酶（,70-75,）,不能从头合成,DNA,，只能从,DNA,的,3,端开始延伸,DNA,链。,因此，,DNA,复制需要引物。,根据一段已知,_,序列合成引物，,引物的作用是为,DNA,聚合酶提供,3,端。,目的基因的核苷酸,两种,.,DNA,模板：,DNA,聚合酶：,两种引物：,原料：,要扩增的含目的基因的,DNA,片段,热稳定,DNA,聚合酶（,Taq,酶）,为,DNA,聚合酶提供,3,端,4,种脱氧核苷酸（,dNTP,）,DNA,子链的延伸方向是什么？,总结,PCR,技术需要哪些条件？,DNA,的合成方向，总是从子链的,_,向,_,延伸。,3,端,5,端,上述物质应加入缓冲液中，调节,PH,，保持,Taq,酶的活性，同时通过控制缓冲液的温度，使,DNA,复制在体系中反复进行。,.,双链,DNA,模板在高温作用下，,_,断裂，形成,_,降温，,_,与,DNA,单链互补序列结合，形成局部,_,在,_,酶的作用下，合成与模板互补的,_,。,变性（,90-95,）：,复性（退火,55-60,）：,延伸（,70-75,）：,氢键,单链,DNA,双链,DNA,子链,引物,Taq,PCR,技术的基本过程是什么？,.,5,引物,1,5,引物,2,Cycle 2,Cycle 1,5,5,5,5,5,5,含目的基因的,DNA,片段,5,5,5,5,5,5,5,5,.,Cycle 3,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,第三轮复制完成后，得到,_,个等长的目标片段，同时得到,_,个含目标片段的不等长的,DNA,片段。,2,6,由图可知，,DNA,聚合酶只能特异性地复制,处于两个引物之间,的,DNA,序列，使这段固定长度的序列呈,指数,增长,.,.,一个,DNA,分子进行,PCR,扩增，循环,4,次，理论上至少需要几个引物？循环,n,次呢？,一条,DNA,复制,n,次，,DNA,总数为_,_,个，,含有两条母链的子代,DNA,有,_,个；,新合成的子链共有,_,条；,只含引物,的子代,DNA,有,_,个；,只含引物,的子代,DNA,有,_,个；,含有双引物的子代,DNA,有,_,个；,含有引物,的子代,DNA,有,_,个；,2,n,2,1,1,2,n,-2,2,n,-1,（,2,n,-1,）,2,（,2,n,-1,）,2,PCR,技术与细胞内的,DNA,复制有何区别？,.,解旋酶催化,DNA,在高温下变性解旋,细胞外,（,PCR,扩增仪中）,合成,DNA,分子,细胞内温和条件,DNA,解旋酶、,DNA,聚合酶、,DNA,连接酶,细胞内,（主要在细胞核内）,不同阶段,所需温度不同,耐热的,DNA,聚合酶,（,Taq,酶）,合成,DNA,片段或基因,.,如果基因比较短小，核苷酸序列又已知，则可以用何种方法获得目的基因？,能否把目的基因单独导入受体细胞？,基因工程技术的核心是什么？,构建基因表达载体的目的是什么？,基因表达载体的组件有哪些？,通过,DNA,合成仪，用化学方法,人工合成，,无需模板,不能，必需以,基因表达载体,的方式携带进去,构建基因表达载体,使目的基因在受体细胞内稳定保存、复制和表达,复制原点；启动子；终止子；,目的基因；标记基因,.,基因表达载体的各个元件，有何功能？,(1),启动子：,位于基因的,_,，它是,_,识别和结合的部位，驱动基因,_,。,(2),终止子：,位于基因的尾端，终止,_,。,(3),标记基因：,_,是否含有目的基因，并将含目的基因的细胞筛选出来。,(4),目的基因：,目的基因必须插入表达载体的,_,和,_,之间。,mRNA,的转录,鉴别受体细胞,RNA,聚合酶,首端,转录出,mRNA,启动子,终止子,.,区分启动子、终止子和起始密码子、终止密码子？,基因表达载体为什么要有启动子？,使用受体生物自身基因的启动子才有利于目的基因的表达；,通过,cDNA,文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体生物中无法转录；,启动子能控制目的基因在特定的时间和空间表达，例如只在转基因动物的乳腺细胞中表达。,启动子,和,终止子,均为结构基因,_,区的,DNA,序列，且长度远不止,3,个碱基，都与基因的,_,过程相关联。,起始密码子,和,终止密码子,均位于,_,分子中，都只含,_,碱基，都与,_,过程相关联。,非编码,转录,3,个,翻译,mRNA,.,怎样使某种药物蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达？,不同生物的,DNA,能够拼接重组的原因是什么？,目的基因和载体拼接的过程是怎样的？,基本单位相同；空间结构相同；,碱基互补配对的方式相同。,将药物蛋白基因与,_,的启动子等组件重组在一起,乳腺蛋白基因,用,_,切割质粒，使其出现一个切口，露出,_,；,用,_,切断目的基因，使其产生,_,；,将切下的目的基因片段插入质粒的,_,处，再加入适量的,_,，形成了一个重组质粒。,限制酶,黏性末端,同种限制酶,相同的黏性末端,切口,DNA,连接酶,.,构建基因表达载体的过程，使用了哪些操作工具？,将目的基因与质粒酶切，酶切产物用,DNA,连接酶进行连接，其中由两个,DNA,片段之间连接形成的产物可能有几种？,不同的基因表达载体，其构建方法是一样的吗？,基因工程的受体细胞有哪些？,目的基因导入受体细胞的过程，叫做什么？,载体,-,载体连接物；目的基因,-,载体连接物；,目的基因,-,目的基因连接物。,由于载体的种类不同，受体细胞的种类不同，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，表达载体的构建会有差别。,植物细胞；动物细胞；微生物细胞,转化,三种工具,.,什么是转化？,目的基因导入植物细胞最常采用的方法是什么？,农杆菌易感染哪些植物，原因？,目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持_,_,_和_,_,_的过程，称为,_,。,稳定,表达,转化,农杆菌转化法,易感染,_,植物和,_,植物，对大多数,_,植物没有感染能力。,原因,1,：,农杆菌对,_,的双子叶植物细胞分泌的,_,化合物具有,趋化性,，从而表现出感染双子叶植物的,_,性；,双子叶,裸子,酚类,特异,单子叶,原因,2,：,农杆菌的,_,质粒上的,_,可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞的,_,上。,T-DNA,染色体的,DNA,Ti,受损伤,.,农杆菌转化法的,具体过程是什么,？,将目的基因插入到农杆菌的,_,上；,将含目的基因的重组,Ti,质粒导入,_,；,将,_,导入植物细胞；,目的基因随,_,插入到植物细胞的,_,上；,筛选出,_,的植物细胞；,对含有目的基因的植物细胞进行,_,；,经过,_,和,_,过程，获得转基因植株；,对转基因植株进行,_,水平的鉴定。,Ti,质粒的,T-DNA,农杆菌,含重组,Ti,质粒的农杆菌,T-DNA,染色体,DNA,导入了目的基因,植物组织培养,脱分化,再分化,个体生物学,.,.,.,农杆菌转化法中共有几次拼接和几次导入？,目的基因插入到植物染色体,DNA,上，有何作用？,把目的基因导入单子叶植物中常用的方法是什么？,我国的转基因抗虫棉采用的是何种导入方法？,两次拼接，两次导入,第一次拼接：是将,目的基因,拼接到,Ti,质粒的,T-DNA,的中间部位；,第二次拼接：（非人工操作）是将,含有目的基因的,T-DNA,拼接到受体细胞的,染色体,DNA,上；,第一次导入：是将含目的基因的,Ti,质粒导入,农杆菌,；,第二次导入：是含重组,Ti,质粒的农杆菌导入,植物细胞。,使目的基因的遗传特性，得以维持和稳定表达,基因枪法,花粉管通道法,.,农杆菌转化法获得转基因植物，需要用到哪些生物工程技术？,将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是什么？,显微注射技术的基本操作程序是什么？,细菌培养技术；基因工程技术；植物组织培养技术,显微注射,技术,胚胎,移植,显微,注射,分裂,分化,妊娠,分娩,含目的基因的表达载体,受精卵,早期,胚胎培养,输卵管,或子宫,转基因,动物,对胚胎进行,质量检查,.,为什么早期基因工程都用原核生物作为受体细胞？,应用最广泛的原核生物受体细胞是什么？,大肠杆菌细胞最常用的转化方法是什么？,用,Ca,2+,处理大肠杆菌细胞的目的是什么？,处于该生理状态的细胞，称为什么？,怎样使重组表达载体进入感受态细胞？,单细胞；繁殖快；遗传物质相对较少,大肠杆菌,Ca,2+,处理法,使细胞处于一种能吸收周围环境中,DNA,分子的生理状态,感受态细胞,将重组表达载体,DNA,分子溶于,缓冲液,中，与感受态细胞混合，在一定的,温度,下促进感受态细胞吸收,DNA,分子，完成转化。,.,总结目的基因导入受体细胞的方法？,农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,显微注射法,Ca,2+,处理法,重组质粒导入受体细胞的操作，能保证所有受体细胞都能成功导入目的基因吗？,受体细胞中没有导入任何质粒；,受体细胞中导入了不含目的基因的质粒；,受体细胞中成功导入了重组质粒。,.,怎样对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测和筛选？,目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键是什么？,怎样检测转基因生物的染色体,DNA,上是否插入了目的基因？,DNA,分子杂交技术的核心是什么？,怎样制备探针？,根据表达载体中标记基因的特点，利用选择性培养基进行筛选,采用,DNA,分子杂交技术,转基因生物的,_,上是否插入了目的基因,染色体,DNA,制备,DNA,探针,将目的基因片段用放射性同位素做标记,.,DNA,分子杂交技术的基本程序是什么？,提取出转基因生物的,_,；,把含目的基因的,DNA,片段，用放射性同位素等作标记，以此做为,_,；,将探针和转基因生物的基因组,_,；,若显示出,_,，表明,_,已插入染色体,DNA,中。,基因组,DNA,探针,杂交,杂交带,目的基因,怎样检测目的基因是否转录除了,mRNA,？,DNA-RNA,分子杂交技术,提取出转基因生物的,_,；,用放射性同位素等作标记的目的基因，做为,_,；,将,DNA,探针和转基因生物的,_,杂交；,若显示出,_,，表明目的基因已经,_,。,mR,NA,探针,杂交带,转录出了,mRNA,mR,NA,.,怎样检测目的基因是否翻译成了蛋白质？,翻译出蛋白质，是否意味着转基因生物完全满足生产要求？,怎样确定转基因植物是否具有抗性以及抗性的程度？,总结目的基因检测和鉴定的,方法,？,基因工程育种和常规育种相比，有哪些优势？,还需要做个体生物学水平的鉴定,抗原,-,抗体杂交,做抗虫或抗病的接种实验（,抗性接种实验,）,能定向改造生物的遗传性状；,克服了远缘杂交不亲和障碍；,能缩短育种周期。,.,抗性接种实验,抗原抗体杂交法,DNA-RNA,分子杂交法,DNA,分子杂交法,受体是否具有,转基因特征,目的基因是否翻译,目的基因是否转录,目的基因是否插入,方法,检测目的,.,目的基因,受体细胞,表达载体,检测和鉴定,获取 方法,基因文库,PCR,人工合成,原核基因,真核基因,结构,工具酶,限制酶,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,Ecoli,DNA,连接酶,识别序列,切割位点,切割产物,启动子、终止子,目的基因、标记基因、复制原点,组件,载体,质粒,噬菌体,动植物病毒,方法,动物细胞,植物细胞,微生物细胞,包括,显微注射法,农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,Ca,2+,处理法,构建,导入,需要,分子,水平,是否插入,是否转录,是否翻译,DNA,分子杂交,DNA-RNA,分子杂交,抗原抗体杂交,探针,抗性接种,个体,水平,.,1.3,基因工程的应用,植物基因工程的成果和应用有哪些？,大量使用化学农药的危害有哪些？,常用的抗虫基因有哪些？,抗虫,转基因植物；,抗病,转基因植物；,抗逆,转基因植物；,改良,植物品质。,造成严重的环境污染；危害人体健康；增加生产成本,Bt,毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等,.,什么是病原微生物？主要有哪些？,为什么常规育种很难培育出抗病毒的作物新品种？,在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？,在抗真菌转基因植物中可使用的基因有哪些？,哪些非生物的环境条件会造成农作物低产、减产？,引起动植物生病的微生物，主要有病毒、细菌和真菌等,作物自身缺少抗病毒的基因，杂交不可行；诱变育种不定向。,病毒外壳蛋白基因；病毒的复制酶基因,几丁质酶基因和抗毒素合成基因,盐碱、干旱、低温和涝害等,.,利用什么基因可以提高作物的抗盐碱、抗干旱能力？,怎样使作物具有抗寒、抗除草剂的能力？,怎样提高植物细胞中必需氨基酸的含量？,怎样使转基因花卉呈现出原先没有的颜色变异？,调节细胞渗透压的基因,导入抗冻蛋白基因、导入抗除草剂基因,将必需氨基酸含量多的蛋白质,_,导入植物；,改变必需氨基酸合成途径中某种,_,的活性。,编码基因,关键酶,导入与植物花青素代谢有关的基因（控制酶合成的相关基因）,.,动物基因工程的成果和应用有哪些？,如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率？,怎样降低牛奶中乳糖的含量，使有乳糖不耐症的人也能喝牛奶？,什么是乳腺生物反应器或乳房生物反应器？,用于提高动物,生长速度,；用于改善畜产品的,品质,；,用转基因动物,生产药物,；用转基因动物作,器官移植的供体,导入外源生长激素基因,将,肠乳糖酶基因,导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。,转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。,.,用基因工程技术实现乳腺生物反应器的操作步骤是什么？,获取,_,（例如抗凝血酶基因）；,构建,_,（在抗凝血酶基因前加,_,基因的启动子）；,通过,_,等方法，导入哺乳动物的,_,中；,进行,_,培养；,进行,_,，将胚胎送入母体动物；,发育成转基因动物（只有在产下的,_,个体的乳腺细胞中，转入的基因才能表达，其它细胞也有，但不表达）。,目的基因,基因表达载体,乳腺蛋白,显微注射,XX,受精卵,早期胚胎,胚胎移植,雌性,.,器官移植技术面临的世界性难题是什么？,怎样利用动物基因工程技术，解决上述难题？,为什么选用猪，而不选用灵长类动物？,怎样培育没有免疫排斥反应的转基因猪器官？,供体器官短缺和免疫排斥,培育没有免疫排斥反应的转基因猪器官,猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，,猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远少于灵长类。,向供体器官的基因组导入某种调节因子，以抑制,_,基因的表达，或设法除去,_,基因，,结合,克隆,技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官,抗原决定,抗原决定,.,什么是“工程菌”？,干扰素是一种什么物质？,治疗遗传病的最有效手段是什么？,什么是基因治疗？,基因治疗的类型有几种？,用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的微生物,是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种,糖蛋白,，,几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。,基因治疗,把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。,体内基因治疗和体外基因治疗,.,体外基因治疗和体内基因治疗的过程是什么？,体外基因治疗：,先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转化的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。,体内基因治疗：,直接向人体组织细胞中转移目的基因的治病方法,体外基因治疗需要用到哪些生物工程技术？,基因治疗的发展现状是什么？,动物细胞分离和培养技术；基因工程技术；,都处于初期的临床试验阶段,.,1.4,蛋白质工程的崛起,基因工程有何局限性？,天然蛋白质有何不足？,怎样使蛋白质的功能符合生产生活需要？,蛋白质的生物合成，受什么物质控制？,原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。,对蛋白质的分子结构进行改造,基因,.,对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质进行操作，还是通过对基因的操作来实现？,应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质改造：,（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，也无法遗传的。,（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。,天然蛋白质的生物合成，是按照什么法则进行的？,中心法则,转录,基因,mRNA,翻译,多肽链,折叠,组装,具有高级结构的蛋白质,行使,生物,功能,.,蛋白质工程的基本途径是什么？,得到改造过的基因之后，怎样得到相应的蛋白质？,蛋白质工程的完整流程是什么？,设计,预期的,蛋白质,功能,推测,合成,预期的,蛋白质,结构,应有的,氨基酸,序列,对应的,核苷酸,序列,利用新基因构建基因表达载体，导入受体细胞产生相应蛋白质,基因,DNA,氨基酸序列,多肽链,蛋白质,三维结构,预期功能,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,合成,DNA,分子,设计,.,总结蛋白质工程的定义？,蛋白质工程是指以蛋白质分子的,_,与,_,的关系为基础，通过基因,_,或基因,_,，对,_,进行改造，或制造一种,_,，以满足人类的生产和生活需要。,结构,功能,修饰,改造,现有蛋白质,新的蛋白质,蛋白质工程难度很大，成功的例子很少的原因是什么？,蛋白质发挥功能，必须依赖正确的,_,，而目前人类对大多数蛋白质的,_,的了解很少。,高级结构,高级结构,蛋白质工程和基因工程的,比较,？,.,获取目的基因,预期的蛋白质功能,构建基因表达载体,改造目的基因的结构,获取目的基因,构建基因表达载体,目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,预期蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测氨基酸序列,找到核苷酸序列（基因）,定向改造生物的遗传特性，获得生物类型或生物产品,定向改造人类所需的蛋白质,生产自然界中已有的蛋白质,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,生产自然界没有的蛋白质,.,结束！,.,.,.,.,.,终止子,标记基因,复制原点,启动子,RNA,聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出,mRNA,鉴别受体细胞是否含有目的基因,转录停止的位置,目的基因,.,