6.2《基因工程》.ppt.ppt

考纲解读 1.DNA重组技术的基本工具 2.基因工程的基本操作程序 3.基因工程的应用 4.基因工程的成果与发展前景 5.蛋白质工程的崛起 基因决定性状 青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素 家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 定向基因改造设想 : 二、基因操作的工具 小 结 ⒈概念：一般指利用分子生物学的手段 ，在体外操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性状发生定向变异，获得人们所需的性状。 ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有用的产品及服务。 一、蛋白质工程崛起的缘由 二、蛋白质工程的基本原理 何谓蛋白质工程？ 在现代生物技术中，蛋白质工程出现得最晚，是在20世纪80年代初期出现的。1983年 “蛋白质工程”这个名词出现后，随即被广泛接受和采用。 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。 三、蛋白质工程的进展和前景 1、基因工程 2、外显子和内含子 3、原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点 4、获取目的基因的方法 5、目的基因与载运体结合（以质粒为运载体） 6、将目的基因导入受体细胞 7、基因工程的应用成果 8、转基因食品 9、蛋白质工程与基因工程的区别 转基因生物有利的一面 ⑴改变传统的育种方式缩短育种时间。培育出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除草剂等特性的作物新品种。 ⑵克服异源、远源杂交障碍。如可以把动物的基因，甚至人的基因组合到植物里去。 ⑶生产有利于健康和抗病的食品。 ⑷培育出符合人们意愿的动物新品种。 下 页 这种西红柿不易腐烂，不仅便于运输、贮藏，还可使其留在植株成长更长时间，充分吸收阳光，完全成熟后再运到市场销售，能保存良久并仍然具有“夏日成熟的滋味” 。 返 回 ⑴有些转基因食物含的一些物质，可能会影响人体健康。 ⑵大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种进行杂交，产生一些超级生物，从而造成基因污染。 ⑶如有些作物插入抗虫基因，杀死环境中有益的生物。 基因工程的弊端 返 回 3、内容：基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 生物工程 1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性科学技术。 2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生物或生物制品。 基因工程 通过基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产业化开发往往不合意，需要加以改造。1983年Ulmer首先提出蛋白质工程，它是指按照特定的需要，对蛋白质进行分子设计和改造的工程。自此以后，蛋白质工程迅速发展，已成为生物工程的重要组成部分。 　 在已研究过的几千种酶中，只有极少数可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。一般来说，提高蛋白质的稳定性包括：延长酶的半衰期，提高酶的热稳定性，延长药用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失等。 例如:干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤的药物。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性为106 U/mg，只相当于天然产品的十分之一，虽然在大肠杆菌中合成的β-干扰素量很多，但多数是以无活性的二聚体形式存在。为什么会这样？如何改变这种状况？研究发现，β-干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸（第17位、31位和141位），推测可能是有一个或几个半胱氨酸形成了不正确的二硫键。研究人员将第17位的半胱氨酸，通过基因定点突变改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产的β-干扰素的抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β-干扰素的贮存稳定性高很多。 “后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相互关系和作用。 蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质人工改造与合成，最终获得商业化的产