生物選修三專(zhuān)題一1.2 1.3 1.4 基因工程

1、目的基因的獲取目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定有了目的基因，我們才有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性。種生物的遺傳特性。使目的基因在受體細(xì)胞使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可進(jìn)行中穩(wěn)定存在，并可進(jìn)行遺傳、表達(dá)和發(fā)揮作用遺傳、表達(dá)和發(fā)揮作用 載體進(jìn)入受體細(xì)胞穩(wěn)定載體進(jìn)入受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)一種生表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)一種生物的基因在另一種生物物的基因在另一種生物中的轉(zhuǎn)化。中的轉(zhuǎn)化。 才能確定目的基因是否才能確定目的基因是否真正在受體細(xì)胞中穩(wěn)定真正在受體細(xì)胞中

2、穩(wěn)定遺傳和正確表達(dá)。遺傳和正確表達(dá)。1 12 23 34 4（一）目的基因主要是（一）目的基因主要是_。編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因（三）獲取目的基因的常用方法有哪些（三）獲取目的基因的常用方法有哪些? ?1 1、從基因文庫(kù)中獲取、從基因文庫(kù)中獲取2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增（二）目的基因的來(lái)源：（二）目的基因的來(lái)源：1 1、從自然界中已有物種中分離出來(lái)、從自然界中已有物種中分離出來(lái)2 2、人工的方法合成、人工的方法合成第 5 頁(yè) 直接分離法LOGO正文 切割切割 工具：限制酶 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：盲目性大（一般適用于原核生物）第 6 頁(yè) 人工合成法LOGO正文

3、 優(yōu)點(diǎn)：目的性強(qiáng) 缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，目的基因只含編碼序列。 （一般適用于真核生物）直接合成法直接合成法反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法1.1.基因文庫(kù)：基因文庫(kù)：2.2.基因文庫(kù)的分類(lèi)：基因文庫(kù)的分類(lèi)：種種類(lèi)類(lèi)基因組文庫(kù)：基因組文庫(kù)：含有一種生物的含有一種生物的全部全部基因基因部分基因文庫(kù)：部分基因文庫(kù)：只包含了一種生物的只包含了一種生物的部分部分基因，基因， 如：如：cDNA文庫(kù)文庫(kù)提取某種生物的全部提取某種生物的全部DNADNA限制酶切限制酶切一定大小的一定大小的DNADNA片段片段與載體連接與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)3 3. .基因文庫(kù)的構(gòu)建方法基因文庫(kù)的構(gòu)建方法（1

4、1）基因組文庫(kù)）基因組文庫(kù)某種生物的單鏈某種生物的單鏈mRNAmRNA單鏈互補(bǔ)單鏈互補(bǔ)DNADNA雙鏈雙鏈DNADNA片段片段導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存與載體連接與載體連接cDNAcDNA文庫(kù)文庫(kù)逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶聚合酶（2 2）部分基因文庫(kù)）部分基因文庫(kù)文庫(kù)類(lèi)型文庫(kù)類(lèi)型cDNA文庫(kù)文庫(kù)基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小啟動(dòng)子內(nèi)含子基因多少物種間基因交流 1. 1.概念：概念：PCRPCR全稱(chēng)為全稱(chēng)為_(kāi)，是一項(xiàng)在生物是一項(xiàng)在生物_復(fù)制復(fù)制_的的核酸合成技術(shù)。核酸合成技術(shù)。 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外體外特定特定DNADNA片段片段3.3.原理：原理：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)

5、原則2.2.目的：目的：在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因2.2.原料：四種脫氧核苷酸原料：四種脫氧核苷酸( (dNTPdNTP) ) 4.4.一對(duì)引物：一對(duì)引物：3.3.熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定DNADNA聚合酶聚合酶( (TaqTaq酶）酶）1.1.模板模板DNA( DNA( 含有目的基因含有目的基因 ) ) 與目的基因的起始段互補(bǔ)核苷酸序列與目的基因的起始段互補(bǔ)核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列第 3 頁(yè)v PCR反應(yīng)原理示意圖LOGO正文 利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增1.高溫變性高溫變性（9095）2.低溫退火（復(fù)性）低溫退火（復(fù)性）（55

6、60）3.中溫延伸中溫延伸（7075）p 雙鏈雙鏈DNADNA是在高溫條件下解是在高溫條件下解鏈為單鏈鏈為單鏈DNADNA的，因此整個(gè)過(guò)的，因此整個(gè)過(guò)程不需要解旋酶。程不需要解旋酶。多次重復(fù)多次重復(fù)PCR與DNA 復(fù)制比較：PCR PCR 技術(shù)技術(shù)DNA DNA 復(fù)制復(fù)制相相同同點(diǎn)點(diǎn)原理原理DNA DNA 復(fù)制復(fù)制( (堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)) )原料原料四種游離的脫氧核苷酸四種游離的脫氧核苷酸條件條件模板、酶等模板、酶等不不同同點(diǎn)點(diǎn)解旋方式解旋方式 DNA DNA 在高溫下變性解旋在高溫下變性解旋解旋酶催化解旋酶催化場(chǎng)所場(chǎng)所體外復(fù)制體外復(fù)制主要在細(xì)胞核內(nèi)主要在細(xì)胞核內(nèi)酶酶熱穩(wěn)定的熱穩(wěn)定的

7、DNA DNA聚合酶聚合酶( (Taq Taq 酶酶) )細(xì)胞內(nèi)含有的細(xì)胞內(nèi)含有的DNADNA聚合酶聚合酶結(jié)果結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)形成在短時(shí)間內(nèi)形成大量的大量的 DNA DNA 片段片段形成整個(gè)形成整個(gè)DNADNA分子分子1.目的：目的：使目的基因使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2.基因表達(dá)載體的組成：基因表達(dá)載體的組成：?jiǎn)?dòng)子啟動(dòng)子+ +目的基因目的基因+ +終止子終止子+ +標(biāo)記基因標(biāo)記基因（一）轉(zhuǎn)化：（一）轉(zhuǎn)化： （二）方法（二）方法目的基因進(jìn)入目的基因進(jìn)入_內(nèi)，并

8、且在內(nèi)，并且在 受體細(xì)胞內(nèi)維持受體細(xì)胞內(nèi)維持_和和_的過(guò)程。的過(guò)程。受體細(xì)胞受體細(xì)胞穩(wěn)定穩(wěn)定表達(dá)表達(dá)1 1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 農(nóng)桿菌特點(diǎn)：農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒(méi)有感染能力。原理：植物體受損傷時(shí)，傷口細(xì)胞會(huì)分泌酚類(lèi)化合物，吸引農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。過(guò)程：過(guò)程：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)有效經(jīng)濟(jì)有效（2）基因槍法基因槍法 （3）花粉管通道法花粉管通道法缺點(diǎn)：成本較高缺點(diǎn)：成本較高 受體細(xì)胞受體細(xì)胞 (單子葉植物單子葉植物)我國(guó)

9、科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉2 2、將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞、將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞方法：方法：顯微注射技術(shù)顯微注射技術(shù)程序：程序：常用的動(dòng)物受體細(xì)胞：常用的動(dòng)物受體細(xì)胞：受精卵和卵細(xì)胞受精卵和卵細(xì)胞3 3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞原核生物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少原核生物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少方法：方法： 用用Ca2+處理細(xì)胞處理細(xì)胞 感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞(吸收環(huán)境中吸收環(huán)境中DNA生理狀態(tài)生理狀態(tài))表達(dá)載體表達(dá)載體(緩沖液緩沖液)與感受態(tài)細(xì)胞混合與感受態(tài)細(xì)胞混合(溫度溫度)感受態(tài)細(xì)胞吸收感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子分子（二）方法（

10、二）方法將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胫参锛?xì)胞植物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)雱?dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胛⑸锛?xì)胞微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍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CaCa2 2+ +處理法處理法（一）檢測(cè)（分子水平）（一）檢測(cè)（分子水平）1 1、檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的、檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因提取轉(zhuǎn)基因生物的基因組提取轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA用含目的基因的用含目的基因的DNA片段用片段用放射性同位素放射性同位素等等作標(biāo)記，以此做作標(biāo)記，以此做探針探針使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交使探針和轉(zhuǎn)基因生物

11、的基因組雜交,若顯示出若顯示出雜交帶雜交帶，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(guò)程）過(guò)程:2 2、檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了、檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAmRNA3 3、檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)、檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)（1 1）方法）方法: : 分子雜交分子雜交方法方法: 抗原抗原- -抗體雜交抗體雜交（2）過(guò)程）過(guò)程: 用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的mRNA雜交，若雜交，若出現(xiàn)出現(xiàn)雜交帶雜交帶,表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA（二）鑒定（個(gè)體生物學(xué)水平）（二）鑒定（個(gè)體生

12、物學(xué)水平）抗蟲(chóng)、抗病接種實(shí)驗(yàn)，活性比較等抗蟲(chóng)、抗病接種實(shí)驗(yàn)，活性比較等人體細(xì)胞人體細(xì)胞質(zhì)粒質(zhì)粒大腸桿菌大腸桿菌目的基因目的基因(人胰島素基因人胰島素基因)用同一種限制酶用同一種限制酶進(jìn)行酶切進(jìn)行酶切DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)粒連接酶連接目的基因和質(zhì)粒重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒(重組重組DNA)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞繁殖繁殖人胰島素人胰島素復(fù)制目的基因復(fù)制目的基因1.1. 獲取目的基因獲取目的基因u從基因文庫(kù)中獲取目的基因從基因文庫(kù)中獲取目的基因u利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因2.2. 構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體u目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因目

13、的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因3.3. 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞u植物、動(dòng)物、微生物植物、動(dòng)物、微生物4.4. 目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定u檢測(cè)：分子水平是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯檢測(cè)：分子水平是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯u鑒定：個(gè)體水平鑒定：個(gè)體水平1.1. 基因工程的基本工具？基因工程的基本工具？2.2. 限制酶的特點(diǎn)？限制酶的特點(diǎn)？3.3. DNADNA連接酶和載體的種類(lèi)？連接酶和載體的種類(lèi)？4.4. 基因工程的基本操作程序？基因工程的基本操作程序？5.5. 獲取目的基因的方法？獲取目的基因的方法？6.6. 基因工程的核心步驟是？基因工程的核心步驟是？7.7. 基因

14、表達(dá)載體的組成？基因表達(dá)載體的組成？8.8. 將目的基因?qū)胫参?、?dòng)物、微生物細(xì)胞的方法？將目的基因?qū)胫参铩?dòng)物、微生物細(xì)胞的方法？9.9. 目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵？目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵？10.10.目的基因的檢測(cè)與鑒定的方法？目的基因的檢測(cè)與鑒定的方法？轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力提高農(nóng)作物的抗逆能力, ,以及以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)改良農(nóng)作物的品質(zhì)和和利用植物生產(chǎn)藥物利用植物生產(chǎn)藥物等方面。等方面。殺蟲(chóng)基因：殺蟲(chóng)基因：BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因

15、植物凝集素基因BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因植物凝集素基因產(chǎn)生的抑制劑可與害蟲(chóng)消化道的蛋白酶結(jié)合淀粉酶抑制劑抑制昆蟲(chóng)消化道中的淀粉酶活性合成的糖蛋白可與昆蟲(chóng)腸道粘膜上的某種物質(zhì)結(jié)合編碼的蛋白質(zhì)在害蟲(chóng)腸道降解成有毒的多肽轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉病原微生物：病原微生物：主要有病毒、真菌和細(xì)菌等。主要有病毒、真菌和細(xì)菌等?？箍共〔∞D(zhuǎn)基因植物采用的基因：轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：抗抗真菌真菌轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：病毒外殼蛋白基因（病毒外殼蛋白基因（CPCP基因）基因）病毒復(fù)制酶基因病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因幾

16、丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因抗毒素合成基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗除草劑基因?qū)⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)雽⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)胫参?；改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵植物；改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性。酶的活性。例如：將富含賴(lài)氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)Ю纾簩⒏缓?lài)氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩祝?lài)氨酸含量提高入玉米，賴(lài)氨酸含量提高30%30%。將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕眩@得將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕?，獲得轉(zhuǎn)基因延熟番茄；轉(zhuǎn)基因延熟番茄；將植物花青素代謝有將植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ苤碴P(guān)

17、的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗Ｖ?，出現(xiàn)顏物矮牽牛中，出現(xiàn)顏色變異。色變異。1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)外源生長(zhǎng)素基因外源生長(zhǎng)素基因?qū)⒛c乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M普通鼠和生長(zhǎng)速度加快的普通鼠和生長(zhǎng)速度加快的轉(zhuǎn)基因鼠（右）轉(zhuǎn)基因鼠（右）3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因?qū)⑺幱玫鞍谆蚺c乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起。的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起。獲取目的基因獲取目的基因（例如血清蛋白基因）（例如血清蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟

18、動(dòng)子）（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子）顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中形成胚胎形成胚胎將胚胎送入母體動(dòng)物將胚胎送入母體動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）4.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物作器官移植的供體1、供體動(dòng)物：、供體動(dòng)物：2、存在的難題：、存在的難題：3、解決方法：、解決方法：將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)；制抗原決定基因的表達(dá)；或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)

19、，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。官。豬豬免疫排斥免疫排斥 利用基因工程方法制造利用基因工程方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。我國(guó)已生產(chǎn)的產(chǎn)品：我國(guó)已生產(chǎn)的產(chǎn)品：白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素-2、干擾素、干擾素、乙肝疫苗等。乙肝疫苗等。近近20種，年產(chǎn)值達(dá)種，年產(chǎn)值達(dá)30億。億。工程菌：工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞株系到高效率表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞株系。作用：胰島素是治療糖尿病的特效藥。作用：胰島素是治療糖尿病的特效藥。 傳

20、統(tǒng)生產(chǎn)方法：傳統(tǒng)生產(chǎn)方法： 主要從豬、牛等家畜主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每的胰腺中提取，每100kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g胰島素。產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴。胰島素。產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴。基因工程方法：基因工程方法：19791979年，科學(xué)家將動(dòng)物年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNADNA分子重組，分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。19821982年，美國(guó)一家基因公司用基因工程年，美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)降低了方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)降低了30%30%50%50%。 化學(xué)本

21、質(zhì)：是病毒侵入動(dòng)物或人體細(xì)胞后產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)：是病毒侵入動(dòng)物或人體細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。的一種糖蛋白。作用：抗病毒的特效藥。作用：抗病毒的特效藥。 干擾素產(chǎn)品干擾素產(chǎn)品 治療侏儒癥的唯一方法：是向人體注射治療侏儒癥的唯一方法：是向人體注射生長(zhǎng)激素。生長(zhǎng)激素。 傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：需解剖尸體，從大腦的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素。底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素。 基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)Щ蚬こ谭椒?，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。入大腸桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。 人們從人們從 450 L450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的大腸桿菌培養(yǎng)

22、液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6 6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。 1）原理：）原理：把正?；虬颜；?qū)雽?dǎo)入病人體內(nèi)，使該病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到治療疾病的目的。治療疾病的目的。2）實(shí)例：）實(shí)例：復(fù)合型免疫缺陷癥復(fù)合型免疫缺陷癥3）基因治療的方法）基因治療的方法體外基因治療：體外基因治療：體內(nèi)基因治療：體內(nèi)基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞(T(T細(xì)胞細(xì)胞) )，進(jìn)行培，進(jìn)行培養(yǎng)，體外進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，篩選成功細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，體外進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，篩選成功細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。養(yǎng)，最后重新輸入

23、患者體內(nèi)。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。4）用于基因治療的基因種類(lèi)）用于基因治療的基因種類(lèi)1.1.正?；蛉〈∽兓?；彌補(bǔ)病變基因；正?；蛉〈∽兓颍粡浹a(bǔ)病變基因；2.2.反義基因產(chǎn)生反義基因產(chǎn)生mRNAmRNA與病變與病變mRNAmRNA互補(bǔ)；互補(bǔ)；3.3.編碼可以殺死癌細(xì)胞的蛋白酶基因；編碼可以殺死癌細(xì)胞的蛋白酶基因；多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶(PG)(PG)能降解果膠使細(xì)胞壁破損能降解果膠使細(xì)胞壁破損。成熟的番茄果實(shí)中，。成熟的番茄果實(shí)中，PGPG合成顯著增加，能使果合成顯著增加，能使果實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減

24、少實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PGPG基因的表達(dá)，可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將基因的表達(dá)，可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將PGPG基因反向接到基因反向接到TiTi質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：?jiǎn)栴}：( (原生質(zhì)體是去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞原生質(zhì)體是去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞) )(1)(1)若已獲取若已獲取PGPG的的mRNAmRNA，可通過(guò)，可通過(guò)_獲取獲取PGPG基因。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是基因。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是_。(2)用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生

25、質(zhì)體后，用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有可用含有_的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，理由是的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，理由是_。之后，還需將其。之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中，觀(guān)察細(xì)胞的蔗糖溶液中，觀(guān)察細(xì)胞_現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生?，F(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能，且能與與_互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因表達(dá)的基因表達(dá)的翻譯過(guò)程。若翻譯過(guò)程。若_，則可確定轉(zhuǎn)基因，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。番茄培育成功。知識(shí)回顧基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？將將一種生物的基因一種生物的

26、基因轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本來(lái)不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)后者可以產(chǎn)生它本來(lái)不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀而表現(xiàn)出新的性狀。思考：思考：基因工程有沒(méi)有局限？基因工程有沒(méi)有局限？基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)有沒(méi)有不足？基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)有沒(méi)有不足？1 1基因工程的局限性：基因工程的局限性：a a、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存 在的蛋白質(zhì)在的蛋白質(zhì)b b、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和 生活的需要生活的需要2 2蛋白質(zhì)工程的目的：蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的并生產(chǎn)符合人們生活需要

27、的并非自然界已存在非自然界已存在的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)例如：改造改造干擾素（半胱氨酸）干擾素（半胱氨酸）體外很難保存體外很難保存干擾素（絲氨酸）干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年體外可以保存半年玉米中賴(lài)氨酸含量比較低玉米中賴(lài)氨酸含量比較低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352352位的蘇氨酸）位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（104104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶 （異亮氨酸）（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）（異亮氨酸）玉米中賴(lài)氨酸含量可提高數(shù)倍玉米中賴(lài)氨酸含量可提高數(shù)倍1 1蛋白質(zhì)工程的概念：蛋白質(zhì)工程的概念：以

28、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律以及與生物功能的關(guān)以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律以及與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。以滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。2 2前提：前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能原理：原理：改造基因（基因修飾或基因合成）改造基因（基因修飾或基因合成）目的：目的：定向改造或制造蛋白質(zhì)定向改造或制造蛋白質(zhì)與基因工程的關(guān)系： 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的延伸出來(lái)的第二代基因工程第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程流程圖：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈基因基因DNA預(yù)期預(yù)期功能功能DNA合成合成分子分子設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)mRNA生物生物功能功能轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊1.從預(yù)期的