《遗传工程》课件.pptxVIP

《遗传工程》课程简介本课程将深入探讨遗传工程的概念、技术和应用。学生将学习如何利用基因工程技术进行基因改造、基因诊断和基因治疗。ffbyfsadswefadsgsa

遗传工程的定义和目标1定义遗传工程是指利用生物技术手段，对生物的遗传物质进行人工操作，以改变生物的性状，获得人们需要的生物类型或生物产品。2目标遗传工程的目标是利用基因的重组和改造，创造新的生物类型或生物产品，以满足人类不断增长的需求，并解决人类社会面临的重大问题。3应用领域遗传工程在医药、农业、工业、环境保护等领域具有广泛的应用，可以开发新型药物、提高农作物产量、生产工业原料、修复环境污染等。4发展方向遗传工程的发展方向包括基因编辑技术、合成生物学、基因治疗等，将对人类社会产生深远的影响。

遗传工程的历史发展1早期萌芽20世纪50年代，DNA双螺旋结构的发现奠定了遗传工程的基础。科学家们开始探索利用遗传物质进行改造和应用。2重组DNA技术的诞生1973年，斯坦利·科恩和赫伯特·博耶成功构建了第一个重组DNA分子，标志着遗传工程时代的正式开启。3应用的蓬勃发展20世纪80年代以来，遗传工程技术在医学、农业、工业等领域得到广泛应用，取得了突破性的进展。

遗传工程的基本原理基因的重组通过酶的切割和连接，将目的基因插入到载体中，形成重组DNA分子。载体的导入将重组DNA分子导入受体细胞，使目的基因整合到受体细胞的基因组中。目的基因的表达受体细胞表达目的基因，产生相应的蛋白质，实现遗传信息的改变。筛选和鉴定通过筛选和鉴定，选择出成功整合并表达目的基因的受体细胞，获得目标生物体。

DNA结构和复制DNA是一种双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核糖核酸链组成。这两条链通过氢键连接在一起，形成螺旋状结构。1解旋DNA双螺旋结构解开，形成两条单链。2引物结合引物与单链DNA结合，为DNA聚合酶提供起始点。3延伸DNA聚合酶沿着模板链移动，添加新的核苷酸，合成新的DNA链。4终止当复制完成时，新的DNA链与模板链分离，形成两条完整的DNA分子。DNA复制是一个半保留复制的过程，这意味着每个新的DNA分子都包含一条来自原始DNA分子的链和一条新合成的链。

基因的表达和调控基因表达是指遗传信息从DNA到蛋白质的过程，是生命活动的基础。调控是指对基因表达的控制，使生物体能够在不同环境和时间条件下产生不同的蛋白质，以适应环境变化和完成各种生命活动。1转录DNA转录为mRNA2翻译mRNA翻译成蛋白质3转录后调控mRNA剪切、加帽、加尾等4翻译后调控蛋白质折叠、修饰等基因表达的调控机制非常复杂，涉及多个层次，包括转录调控、翻译调控和转录后调控等。基因表达的异常会导致各种疾病，因此深入研究基因的表达和调控机制对于理解生命活动和治疗疾病具有重要意义。

重组DNA技术1基因切割限制性内切酶识别并切割特定DNA序列。2基因连接DNA连接酶将切割的DNA片段连接在一起。3载体构建将目的基因插入到载体中，形成重组DNA分子。4转化宿主将重组DNA分子导入宿主细胞，使其表达目的基因。重组DNA技术是遗传工程的核心技术，利用限制性内切酶和DNA连接酶等工具，将不同来源的DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子，再导入宿主细胞，使之表达目的基因，从而获得新的遗传性状。

限制性内切酶和连接酶1限制性内切酶限制性内切酶是基因工程的关键工具。它们可以识别并切割特定DNA序列，产生特定长度的DNA片段，为重组DNA提供原料。2连接酶连接酶能够将两个DNA片段连接起来，形成新的重组DNA分子。它就像DNA的“粘合剂”，将切割后的DNA片段拼接在一起。3应用限制性内切酶和连接酶在基因克隆、基因测序、基因治疗等领域有着广泛应用，是现代生物技术的基础。

质粒和噬菌体载体载体是基因工程中不可或缺的工具，它可以将外源基因导入宿主细胞并进行复制和表达。常见的载体类型包括质粒和噬菌体载体。1质粒载体小型环状DNA，存在于细菌细胞中2噬菌体载体病毒载体，可以将外源基因整合到噬菌体基因组中3人工合成载体由科学家人工构建，具有更高的效率和安全性质粒载体由于其结构简单，操作方便，应用广泛。噬菌体载体则拥有更大的载体容量，能够容纳更大的外源基因片段。人工合成载体在安全性、效率和可控性方面更具优势。

基因克隆技术构建重组DNA将目的基因插入到载体中，形成重组DNA分子。转化宿主细胞将重组DNA分子导入宿主细胞，例如细菌或酵母菌。筛选克隆通过选择性培养基筛选含有重组DNA分子的宿主细胞，进行克隆培养。表达目的基因在宿主细胞中表达目的基因，产生相应的蛋白质或其他产物。

基因测序技术基因测序技术是确定DNA序列的技术。它能够揭示基因的完整信息，包括基因的结构、功能和调控。1第一代测序Sanger测序2第二代测序高通量测序3第三代测序单分子测序基因测