1、第第35講講基因工程基因工程轉魚抗寒基轉魚抗寒基因的番茄因的番茄轉基因鮭轉基因鮭魚魚 人類按照自人類按照自己的愿望，進行己的愿望，進行嚴格的設計，通嚴格的設計，通過體外過體外DNADNA重組和重組和轉基因技術，賦轉基因技術，賦予生物新的遺傳予生物新的遺傳特征。特征。抗蟲害的玉米抗蟲害的玉米第一章：基因工程第一章：基因工程一、概念：基因工程又叫做基因拼接技術或一、概念：基因工程又叫做基因拼接技術或DNADNA重組技術。重組技術。這種技術是在生物體外，通過對這種技術是在生物體外，通過對DNADNA分子進行人工分子進行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導，對生物的

2、基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。達，產生出人類所需要的基因產物?；蚬こ痰膭e名基因工程的別名基因拼接技術或基因拼接技術或DNA重組技術重組技術操作環境操作環境生物體外生物體外操作對象操作對象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本過程基本過程剪切剪切拼接拼接導入導入表達表達結果結果人類需要的基因產物人類需要的基因產物實質：實質：基因重組基因重組二、操作的工具二、操作的工具1 1、基因的基因的“剪刀剪刀”限制性內切酶（限制酶）限制性內切酶（限制酶）特點：特點

3、：一種限制酶只一種限制酶只能識別一種能識別一種特定特定的核苷的核苷酸序列，酸序列，并在并在特定特定的切的切點上切割點上切割DNADNA分子。分子。- -特異性特異性來源：主要來源于來源：主要來源于微生物微生物作用部位：作用部位：磷酸磷酸二酯鍵二酯鍵結果：產生結果：產生黏性末端黏性末端 或平末端或平末端限制酶的識別序列限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特限制酶所識別的序列的特點是：點是： 呈現堿基互補對稱，無呈現堿基互補對稱，無論是論是6個堿基還是個堿基還是4個堿基，個堿基，都可以找到一條都可以找到一條中心軸線中心軸線，中軸線兩側的雙鏈中軸線兩側的雙鏈DNA上上的堿基是的堿基是反向對稱重復反向

4、對稱重復排排列的列的 ，稱為，稱為回文序列回文序列黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切開的被限制酶切開的DNA兩條兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫對，這樣的切口叫黏性末端黏性末端。SmaISmaI限制酶的切割限制酶的切割當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNADNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端平末端。思考思考要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限要

5、想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？要切兩個切口，產生四個黏性末端。要切兩個切口，產生四個黏性末端。如果把兩種來源不同的如果把兩種來源不同的DNADNA用同一種限用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？制酶來切割，會怎樣呢？會產生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏會產生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就可以合成重組的性末端黏合起來，就可以合成重組的DNADNA分子了。分子了。二二、操作的工具操作的工具2 2、基因的針線、基因的針線DNADNA連接酶連接酶 （1 1）作用：將互補配對的作用：將互補配對的DNADNA片段連接起

6、來，使片段連接起來，使之成為一個完整的之成為一個完整的DNADNA分子。分子。（2 2）作用部位：作用部位：形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵（3）常見常見DNA連接酶連接酶 EcoliDNA連接酶連接酶(來自大腸桿菌來自大腸桿菌) -只作用于只作用于黏性末端黏性末端。 T4噬菌體連接酶噬菌體連接酶-既連接既連接黏性末端黏性末端又作用于又作用于平末端平末端， 但連接平末端的效率較但連接平末端的效率較低低。連接的部位：磷酸二酯鍵（梯子的扶手），連接的部位：磷酸二酯鍵（梯子的扶手），不是氫鍵（梯子的踏板）。不是氫鍵（梯子的踏板）。兩兩DNADNA片段要具有片段要具有互補互補的黏性末端的黏性末端才能拼起來

7、才能拼起來DNADNA連接酶的縫合作用連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的可把黏性末端之間的縫隙縫隙“縫合縫合”起來起來，DNADNA連接酶與連接酶與DNADNA聚合酶是一回事嗎？聚合酶是一回事嗎？T4 DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低DNADNA連接酶的縫合作用連接酶的縫合作用DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同點點作用實質作用實質化學本質化學本質不不同同點點模板模板作用對象作用對象 作用結果作用結果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵都是蛋白質都是蛋白質不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重組組DNA分子分子形成形成DNA的一條的一條鏈

8、鏈基因工程基因工程DNA復制復制（4）DNA連接酶與連接酶與DNA聚合酶的比較聚合酶的比較只能將單個核苷酸連只能將單個核苷酸連接到已有的接到已有的DNADNA片段片段上，形成磷酸二酯鍵上，形成磷酸二酯鍵在兩個在兩個DNADNA片段片段之間形成磷酸二酯之間形成磷酸二酯鍵鍵載體的作用載體的作用載體的必載體的必要條件要條件載體的種類載體的種類3、基因的運輸工具基因的運輸工具-載體載體細菌的質粒細菌的質粒病毒病毒：、動植物病毒等。、動植物病毒等。 有標記基因的存有標記基因的存在，可用含青霉在，可用含青霉素的培養基鑒別素的培養基鑒別。有切割位點有切割位點能復制并帶著能復制并帶著插入的目的基插入的目的基因

9、一起復制因一起復制質粒質粒裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體（即擬核裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復制能力的很小的雙鏈環狀之外，并具有自我復制能力的很小的雙鏈環狀DNA分子分子。最常用運載體最常用運載體質粒質粒 實際上實際上在基因工程在基因工程操作中，真正被用操作中，真正被用作載體的質粒，都作載體的質粒，都是在天然質粒的基是在天然質粒的基礎上進行過人工改礎上進行過人工改造的。造的。1.2 1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序目前被較廣泛提取使用目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基菌抗蟲基因

10、、人胰島素基因、人干擾素基因、種子因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病貯藏蛋白基因、植物抗病基因等?；虻?。、提取目的基因、提取目的基因 將需要的基因從供體生將需要的基因從供體生物的細胞內提取出來。物的細胞內提取出來。供體生物細胞供體生物細胞取出取出DNADNA用限制酶剪用限制酶剪去多余部分去多余部分目的基因目的基因限制酶限制酶（三）基因操作的基本步驟（三）基因操作的基本步驟提取目的基因的方法提取目的基因的方法用限制酶切用限制酶切斷成許多片段斷成許多片段直接分離基因直接分離基因鳥槍法鳥槍法將供體生物的將供體生物的DNADNA用限制酶用限制酶切割為許多片段，再用運載體將切割為許多片段，再

11、用運載體將這些片段都運載到受體生物的不這些片段都運載到受體生物的不同細胞中去。只要有一個細胞獲同細胞中去。只要有一個細胞獲得了需要的目的基因并得以表達，得了需要的目的基因并得以表達，基因工程就算成功了。基因工程就算成功了。該法最大的缺點是帶有很大該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉移到且不能將真核生物的基因轉移到原核生物中去。原核生物中去。人工合成基因法人工合成基因法DNADNA合成儀合成儀有兩種方法：有兩種方法：逆轉錄法：以信使逆轉錄法：以信使RNARNA為模板，在逆轉錄酶為模板，在逆轉錄酶的作用下將脫氧核苷酸合的作用下

12、將脫氧核苷酸合成合成成合成DNA(DNA(基因基因) )。直接合成法：根據直接合成法：根據蛋白質的氨基酸順序推算蛋白質的氨基酸順序推算出信使出信使RNARNA核苷酸順序，核苷酸順序，再據此推算出基因再據此推算出基因DNADNA的的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應脫氧核苷酸直接合成相應的基因。的基因。（3 3）從基因文庫中提?。ǔＳ茫幕蛭膸熘刑崛。ǔＳ茫┗蛭膸旎蛭膸欤簩⒑心撤N生物的不同基因的許多片段，：將含有某種生物的不同基因的許多片段，導入受體菌（如大腸桿菌）中儲存，我們把這些菌群導入受體菌（如大腸桿菌）中儲存，我們把這些菌群的總稱看做基因文庫。的總

13、稱看做基因文庫?；蛭膸欤偡Q）基因文庫（總稱）基因組文庫：某種生物的基因組文庫：某種生物的一組遺傳信息（全部基因）一組遺傳信息（全部基因）cDNA文庫文庫（4 4）聚合酶鏈反應（）聚合酶鏈反應（PCRPCR）擴增）擴增 概念概念：PCRPCR全稱為全稱為_，是一項，是一項 在生物在生物_復制復制_的核酸合成技術的核酸合成技術 聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應體外體外特定特定DNADNA片段片段原理原理：DNADNA復制復制四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸(dNTP)(dNTP)等等 模板模板DNADNA( ( 需含有目的基因需含有目的基因 ) ) 一段已知目的基因的核苷酸序列，以便一段已知目的基因的

14、核苷酸序列，以便根據這一序列合成根據這一序列合成引物引物TaqDNATaqDNA聚合酶聚合酶等等 分分子子生生物物學學2010實實驗驗PCR儀儀小結：小結：提取目的基因提取目的基因 （1 1）直接獲取目的基因：如從基因文庫提）直接獲取目的基因：如從基因文庫提取，取，“鳥槍法鳥槍法”，PCRPCR擴增。擴增。（2 2）人工合成基因：）人工合成基因：化學合成法化學合成法蛋白質的氨基酸序列蛋白質的氨基酸序列 mRNA mRNA 單鏈單鏈DNADNA序列序列 雙鏈雙鏈DNA DNA 推測推測合成合成推測推測反轉錄法反轉錄法mRNA mRNA 單鏈單鏈DNA DNA 雙鏈雙鏈DNA DNA 逆轉錄逆轉錄

15、合成合成2 2、構建表達載體、構建表達載體用與提取目的基因用與提取目的基因相同的限制酶切割質相同的限制酶切割質粒使之出現一個切口，粒使之出現一個切口，將目的基因插入切口將目的基因插入切口處，在連拉酶的作用處，在連拉酶的作用下連接形成重組下連接形成重組DNADNA分子。分子。一個完整的表達載體一個完整的表達載體包括：包括：目的基因目的基因，標標記基因記基因，啟動子啟動子，終終止子止子。知識點一：知識點一：1.1.原核細胞的基因結構原核細胞的基因結構非編碼區非編碼區非編碼區非編碼區編碼區編碼區編碼區上游編碼區上游 編碼區下游編碼區下游 與與RNARNA聚合酶結合位點聚合酶結合位點啟動子啟動子終止子

16、終止子啟動子：啟動子：位于基因首端一段能與位于基因首端一段能與RNARNA聚合酶結合并能起聚合酶結合并能起始始mRNAmRNA合成的序列。沒有啟動子，基因就不能轉錄。合成的序列。沒有啟動子，基因就不能轉錄。終止子：終止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片斷，它能片斷，它能阻礙阻礙RNARNA聚合酶的移動，并使其從聚合酶的移動，并使其從DNADNA模板鏈上脫離下來，模板鏈上脫離下來，使轉錄終止。使轉錄終止。RNARNA聚合酶聚合酶: :能夠識別啟動子上的結合位點并與其結合能夠識別啟動子上的結合位點并與其結合的一種蛋白質的一種蛋白質.(.(以模板轉錄然后脫落以模板

17、轉錄然后脫落) )不能轉錄為信使不能轉錄為信使RNARNA，不能，不能 編碼蛋白質。編碼蛋白質。：能轉錄相應的信使：能轉錄相應的信使RNARNA，能，能 編碼蛋白質編碼蛋白質 編碼區編碼區非編碼區非編碼區原核原核細胞細胞的的 基因基因結構結構有調控遺傳信息表達的核有調控遺傳信息表達的核 苷酸序列，在該序列中，苷酸序列，在該序列中， 最重要的是位于編碼區上最重要的是位于編碼區上 游的游的RNARNA聚合酶結合位點。聚合酶結合位點。非編碼區非編碼區非編碼區非編碼區編碼區編碼區編碼區上游編碼區上游 編碼區下游編碼區下游 啟動子啟動子終止子終止子編碼區編碼區非編碼區非編碼區非編碼區非編碼區與與RNAR

18、NA聚合酶聚合酶結合位點結合位點內含子內含子 外顯子外顯子 能夠編碼蛋白質的序列叫做外顯子能夠編碼蛋白質的序列叫做外顯子 不能夠編碼蛋白質的序列叫做內不能夠編碼蛋白質的序列叫做內含子含子啟動子啟動子終止子終止子編碼區上游編碼區上游 編碼區下游編碼區下游 內含子：內含子： 外顯子：外顯子： 知識點一：知識點一：2.2.真核細胞的基因結構真核細胞的基因結構真核真核細胞細胞的的 基因基因結構結構編碼區編碼區非編碼區非編碼區外顯子：能編碼蛋白質的序列外顯子：能編碼蛋白質的序列內含子：不能編碼蛋白質的序列內含子：不能編碼蛋白質的序列：有調控作用的核苷酸序列，：有調控作用的核苷酸序列， 包括位于編碼區上游

19、的包括位于編碼區上游的RNARNA 聚合酶結合位點等。聚合酶結合位點等。非編碼序列：非編碼序列： 包括非編碼區和內含子包括非編碼區和內含子原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞不同點不同點編碼區是編碼區是_的的編碼區是間隔的、編碼區是間隔的、_的的相同點相同點都由能夠編碼蛋白質的都由能夠編碼蛋白質的_和具和具有調控作用的有調控作用的_區組成的區組成的原核細胞與真核細胞的基因結構比較原核細胞與真核細胞的基因結構比較思考思考編碼相同數目氨基酸的蛋白質，原核編碼相同數目氨基酸的蛋白質，原核細胞與真核細胞基因結構一樣長嗎？細胞與真核細胞基因結構一樣長嗎？連續連續不連續不連續編碼區編碼區非編碼非編碼3 3、將

20、目的基因導入受體細胞（轉化）、將目的基因導入受體細胞（轉化）導入導入擴增擴增要讓目的基因表達，必須要讓目的基因表達，必須將它導入受體細胞并進行擴將它導入受體細胞并進行擴增。增。為使重組的為使重組的DNADNA分子更容分子更容易進入受體細胞，通常還要易進入受體細胞，通常還要用一些物質對受體細胞進行用一些物質對受體細胞進行處理，使受體細胞具有更大處理，使受體細胞具有更大的通透性。的通透性。（一）轉化：（一）轉化： （二）方法（二）方法將目的基因導入將目的基因導入植物細胞植物細胞將目的基因導入將目的基因導入動物細胞動物細胞將目的基因導入將目的基因導入微生物細胞微生物細胞農桿菌轉化法農桿菌轉化法基因槍

21、法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射法顯微注射法感受態細胞感受態細胞目的基因進入目的基因進入_內，并且在內，并且在 受體細胞內維持受體細胞內維持_和和_的過程的過程受體細胞受體細胞穩定穩定表達表達【將目的基因導入植物細胞的方法將目的基因導入植物細胞的方法】（1）農桿菌轉化法農桿菌轉化法 農桿菌特點：農桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數單子葉植物沒有感染能力數單子葉植物沒有感染能力【將目的基因導入動物細胞將目的基因導入動物細胞】 方法：顯微注射法方法：顯微注射法 程序：程序：目的基因表達載體提純目的基因表達載體提純 取卵（受精卵）取卵（受精卵）

22、 顯微注射顯微注射 受精卵受精卵 新性狀動物新性狀動物【將目的基因導入微生物細胞將目的基因導入微生物細胞】 原核生物特點：繁殖快、單細胞、原核生物特點：繁殖快、單細胞、 遺傳物質少遺傳物質少 方法：方法： 用用Ca2+處理細胞處理細胞 感受態細胞感受態細胞 表表達載體與感受態細胞混合達載體與感受態細胞混合 感受態感受態細胞吸收細胞吸收DNA分子分子檢測檢測鑒定鑒定檢測轉基因生物染色體的檢測轉基因生物染色體的DNA DNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因檢測目的基因是否轉錄出了檢測目的基因是否轉錄出了mRNAmRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質檢測目的基因是否翻譯成蛋白質抗蟲鑒定、抗病

23、鑒定、活性鑒定等抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法方法方法方法方法方法DNADNA分子雜交分子雜交基因探針與基因探針與mRNAmRNA雜交雜交抗原抗體雜交抗原抗體雜交4 4、目的基因的檢測和表達、目的基因的檢測和表達 基因探針就是一段與目的基因或基因探針就是一段與目的基因或DNADNA互互補的特異核苷酸序列。補的特異核苷酸序列。它包括整個基因，它包括整個基因，或基因的一部分；可以是或基因的一部分；可以是DNADNA本身，也可本身，也可以是由之轉錄而來的以是由之轉錄而來的RNARNA。歸納步驟【檢測轉基因生物染色體的檢測轉基因生物染色體的DNADNA上是否插入上是否插入了目的基因了目的基因】首先

24、取出轉基因生物的基因組首先取出轉基因生物的基因組DNA；用含目的基因的用含目的基因的DNA片段用放射性同位片段用放射性同位素等作標記素等作標記,以此做探針以此做探針；使探針和轉基因生物的基因組雜交使探針和轉基因生物的基因組雜交,若若顯示出雜交帶顯示出雜交帶,表明染色體已插入染色體表明染色體已插入染色體DNA中中。（1）方法方法: :DNADNA分子雜交分子雜交（2）過程）過程:【檢測目的基因是否轉錄出了檢測目的基因是否轉錄出了mRNAmRNA】【檢測目的基因是否翻譯成蛋白質檢測目的基因是否翻譯成蛋白質】方法方法: :基因探針與基因探針與mRNAmRNA雜交雜交方法方法： 抗原抗體雜交抗原抗體雜

25、交過程過程: 用上述探針和轉基因生物的用上述探針和轉基因生物的mRNA雜交雜交,若出若出現雜交帶現雜交帶,表明目的基因轉錄出了表明目的基因轉錄出了mRNA抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等鑒定（個體生物學水平）鑒定（個體生物學水平）基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟（四）基因工程的成果與發展前景（四）基因工程的成果與發展前景 1 1、基因工程與醫藥衛生、基因工程與醫藥衛生2 2、基因工程與農牧業、食品工業、基因工程與農牧業、食品工業3 3、基因工程與環境保護、基因工程與環境保護1、基因工程與醫藥衛生、基因工程與醫藥衛生我國生產的部分基因我國生產的部分基因工程疫苗和藥

26、物工程疫苗和藥物（1 1）基因工程藥品的生產）基因工程藥品的生產 微生物生長迅微生物生長迅速，容易控制，適速，容易控制，適于大規模工業化生于大規模工業化生產。如利用大腸桿產。如利用大腸桿菌生產胰島素、干菌生產胰島素、干擾素、白細胞介擾素、白細胞介素素22等。既增加產等。既增加產量，又降低成本。量，又降低成本。 胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每取，每100kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取45g45g胰島素。用該胰島素。用該方法生產的胰島素產量低，價格昂貴，遠不能

27、方法生產的胰島素產量低，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。滿足社會需要。19791979年，科學家將動物體內的年，科學家將動物體內的胰島素基因與大腸桿菌胰島素基因與大腸桿菌DNADNA分子重組，并在大分子重組，并在大腸桿菌內實現了表達。腸桿菌內實現了表達。19821982年，美國一家基因年，美國一家基因公司用基因工程方法生產的胰島素投入市場，公司用基因工程方法生產的胰島素投入市場，售價降低了售價降低了30%50%30%50%。 基因工程藥品基因工程藥品 胰島素胰島素 治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，長激素。而生長激素的獲

28、得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。部摘取垂體，并從中提取生長激素。 現可利用基因工程方法，將人的生長激素現可利用基因工程方法，將人的生長激素基因導入大腸桿菌中，使其生產生長激素?；驅氪竽c桿菌中，使其生產生長激素。人們從人們從 450 L450 L大腸桿菌培養液中提取的生長大腸桿菌培養液中提取的生長激素，相當于激素，相當于6 6萬具尸體的全部產量。萬具尸體的全部產量。 基因工程藥品基因工程藥品 生長激素生長激素（2 2）基因診斷）基因診斷 基因診斷是用放射性同位素基因診斷是用放射性同位素( (如如323

29、2P)P)、熒光分子、熒光分子等標記的等標記的DNADNA分子做探針，利用分子做探針，利用DNADNA分子雜交分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。測疾病的目的。（3 3）基因治療）基因治療 基因治療是把健康的外源基因導入有基因基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。 取患者骨髓分離干細胞病毒正?；虿⑷胝；虻母杉毎⑷牖颊唧w內（1 1）農業上：）農業上：獲得高產、穩產和具優良品質的農作物獲得高產、穩產和具優良品質的農作物 用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋用基

30、因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質含量。如白質含量。如“向日葵豆向日葵豆”植株。植株。 培育具抗逆性的作物新品種培育具抗逆性的作物新品種 將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉移到作物堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉移到作物體內，將從根本上改變作物的特性。如轉基體內，將從根本上改變作物的特性。如轉基因抗蟲棉。因抗蟲棉。 2、基因工程與農牧業、食品工業、基因工程與農牧業、食品工業 繁殖具有抗病能力、高產仔率、高產奶率繁殖具有抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量的皮毛等優良品質的轉基因動物。和高質量的皮毛等優良品質的轉基因動物。該過程

31、的重要步驟是通過感染或顯微注射技該過程的重要步驟是通過感染或顯微注射技術將重組術將重組DNADNA轉移到動物受精卵中。轉移到動物受精卵中。（2 2）畜牧養殖業上）畜牧養殖業上 將人的生長激素基將人的生長激素基因和牛的生長素基因因和牛的生長素基因分別注射到小白鼠受分別注射到小白鼠受精卵中，得到的精卵中，得到的“超超級小鼠級小鼠”。 基因工程為人類開辟新的食物來源?；蚬こ虨槿祟愰_辟新的食物來源。 1 1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達獲得成功。這表明，未來能用發酵罐培養的獲得成功。這表明，未來能用發酵罐培養的大腸桿菌或酵母菌來生產人類所需要的卵清大腸桿菌或

32、酵母菌來生產人類所需要的卵清蛋白。蛋白。 2 2）用基因工程的方法從微生物中獲得人們）用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產品。所需要的糖類、脂肪和維生素等產品。（3 3）食品工業中：）食品工業中：轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄轉魚抗寒基因的番茄3、基因工程與環境保護、基因工程與環境保護（1 1）環境監測）環境監測 基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探針能夠十分靈敏地檢探針能夠十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染。測環境中的病毒、細菌等污染。 利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分靈敏能十分靈敏地反映

33、環境污染的情況，卻不易因環境污染而大地反映環境污染的情況，卻不易因環境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。（2 2）環境污染治理）環境污染治理基因工程做成的基因工程做成的“超級細菌超級細菌”能吞食和分解能吞食和分解多種污染環境的物質。多種污染環境的物質。1 1、有些轉基因食物含的一些物質，可、有些轉基因食物含的一些物質，可能會影響人體健康。能會影響人體健康。2 2、大量的轉基因生物進入自然界后很、大量的轉基因生物進入自然界后很可能會與野生物種進行雜交，產生可能會與野生物種進行雜交，產生一些超級生物，從而造成基因污染。一些超級生物，從而造成基因污染。3

34、 3、如有些作物插入抗蟲基因，殺死環、如有些作物插入抗蟲基因，殺死環境中有益的生物。境中有益的生物?；蚬こ痰谋锥嘶蚬こ痰谋锥艘弧⒌鞍踪|工程崛起的緣由一、蛋白質工程崛起的緣由1、基因工程的應用、基因工程的應用（1）基因工程的實質：將一種生物的）基因工程的實質：將一種生物的 轉移到另轉移到另一種生物體內，使后者產生本不能產生的一種生物體內，使后者產生本不能產生的 ，進而表現出新的進而表現出新的 。（2）基因工程的不足：在原則上只能生產自然界已存）基因工程的不足：在原則上只能生產自然界已存在的在的 。2、天然蛋白質的不足、天然蛋白質的不足 天然蛋白質是生物在長期天然蛋白質是生物在長期 過程中形成

35、的，過程中形成的，它們的它們的 符合特定物種符合特定物種 的需要，卻的需要，卻不不一定完全符合一定完全符合人類生產和生活的需要。人類生產和生活的需要。3、蛋白質工程的目的、蛋白質工程的目的 生產生產符合人類符合人類生產和生活的生產和生活的需要需要的的 ?；蚧虻鞍踪|蛋白質性狀性狀蛋白質蛋白質進化進化結構和功能結構和功能生存生存蛋白質蛋白質1、蛋白質工程的概念、蛋白質工程的概念基礎基礎:蛋白質工程的實質：蛋白質工程的實質：途徑途徑:目標目標:蛋白質的結構和功能蛋白質的結構和功能基因修飾或基因合成基因修飾或基因合成改造或制造新的蛋白質，滿足人類的生產或改造或制造新的蛋白質，滿足人類的生產或生活的

36、需要生活的需要是對編碼蛋白質的基因進行改造是對編碼蛋白質的基因進行改造二、蛋白質工程的概念和原理二、蛋白質工程的概念和原理對天然蛋白質進行改造，你認為直接對蛋白質分子對天然蛋白質進行改造，你認為直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現？進行操作，還是通過對基因的操作來實現？蛋白質工程的流程蛋白質工程的流程基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈蛋白質蛋白質三維結構三維結構預期功能預期功能生物功能生物功能mRNA轉錄轉錄翻譯翻譯折疊折疊DNA合成合成分子設計分子設計2、蛋白質工程原理、蛋白質工程原理天然蛋白質的合成途徑：天然蛋白質的合成途徑：基因表達（轉錄和翻譯）形成氨基酸序列

37、的多肽基因表達（轉錄和翻譯）形成氨基酸序列的多肽鏈形成具有高級結構的蛋白質行使生物功能鏈形成具有高級結構的蛋白質行使生物功能預期的蛋白質功能出發設計預期的蛋白質結構推測預期的蛋白質功能出發設計預期的蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到相應的脫氧核苷酸序列酸應有的氨基酸序列找到相應的脫氧核苷酸序列酸蛋白質工程的途徑：蛋白質工程的途徑：對蛋白質進行改造對蛋白質進行改造大改大改中改中改小改小改設計、制造出自然界不存在的設計、制造出自然界不存在的全新蛋白質全新蛋白質替代某一個肽段或一個替代某一個肽段或一個特定的結構域特定的結構域改造某個活性單位的一個或幾改造某個活性單位的一個或幾個氨基酸殘基個氨基酸殘基（定點誘變技術定點誘變技術）核心技術 蛋白質的分子設計與改造蛋白質的分子設計與改造 蛋白質工程首先是以蛋白質的結構為基蛋白質工程首先是以蛋白質的結構為基礎，通過蛋白質的一級結構、晶體結構和溶液礎，通