《基因工程》PPT课件

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1、第二章基因工程一、绪论1、什么是基因？如何分类？什么是基因表达？2、什么是基因工程？它产生的背景是什么？它的应用前景如何？1、什么是基因？如何分类？什么是基因表达？基因，在希腊语中是“给予生命”之意，1909年，丹麦生物学家首先使用名词“基因”代替“遗传因子”这个术语。1）经典的基因概念（Theoryofthegene）1926T.H.Morgan基因是染色体上的实体基因象链珠(bead)一样，孤立地呈线状地排列在染色体上基因是(Threeinone)；功能(functionalunit)突变(mutationunit)交换(cross-ove

2、runit)“三位一体”的最小的不可分割的基本的遗传单位(1926T.H.Morgan)1910年始做果蝇杂交试验，发现“连锁遗传规律”,并概括提出“基因论”1、什么是基因？如何分类？什么是基因表达？2）后来顺反子理论和操纵子理论的提出对经典的基因概念做了重要修正与发展。顺反子理论的重要理论基础：①“一个基因一个酶”假说1941Beadle&Tatum基因的化学本质就是DNA分子1944Avery.O.T顺反子学说：一个顺反子就是一个基因，这个基因或者编码蛋白质，或者编码RNA分子。在一个顺反子内，有若干个突变单位突变子在一个顺反子内，有若干个

3、交换单位交换子顺反子学说彻底否定了基因是决定遗传性状的功能单位和突变、重组的最小单位这样三位一体的概念。onegene→onefunction(Ribozyme,Abzyme,rDNA,tDNA..)onegene→oneenzymeLac.Operon诱导物操纵子理论(Lactoseoperon1961.Jacob,Monod)基因功能的表现是若干基因组成的信息表达的整体行为IPOZYAzonegene→onepeptideya1、什么是基因？如何分类？什么是基因表达？3）基因：是一段含有特定遗传信息的核苷酸序列（或核酸片段），它是控制生物性

4、状的功能和结构单位。1、什么是基因？如何分类？什么是基因表达？4）从分子水平来说，基因有三个基本特性。基因可自体复制1953年Watson-Crick提出了DNA双螺旋结构模型。说明了半保留复制机制，两股DNA彼此分开，以每一股为模板，按碱基配对的规则，各自配上一股新的DNA，复制便告完成。基因的一般特点基因决定性状生物体的表（现）型（phenotype）是指有机体可见的或可计算的外在性质，而基因型（genotype）是指控制这些表型的遗传因子。基因的一般特点基因突变基因通常是一个稳定的遗传单位，但它也可能发生可遗传的变异，这种变异叫基因突变（

5、mutation）。突变以后的基因以新的形式稳定遗传。携带突变基因的生物体叫突变体（mutant），携带正常基因的生物体叫野生型（wildtype)。基因的一般特点5）、根据是否转录和翻译功能可分三类：一类是既有转录功能又有翻译功能的基因，这类基因是指编码酶和结构蛋白质的结构基因及编码阻遏蛋白的调节基因（统称为蛋白质基因）；第二类是只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括编码tRNA和rRNA的基因；第三类是既不转录也不翻译的基因，包括启动基因、操纵基因、增强子等（有时也把它称为调控基因）。6）所以基因表达不能说就是遗传信息经转录和翻译从（DNA

6、）传递到蛋白质的过程。基因表达：是基因表现其生物功能所经历的一系列分子转化和相互作用的过程。2、什么是基因工程？它产生的背景是什么？它的前景如何？（1）、基因工程：应用DNA重组技术，按照人们的意愿，在基因水平上改变生物的遗传性状，创造新生物物种，通过工程化为人类提供有用产品及服务的技术。遗传工程：是包括基因工程在内的人工改造生物遗传性状的全部技术；DNA重组技术：是采用酶法，将不同来源DNA进行体外切割与连接构成杂种DNA分子：分子克隆：主要是指DNA分子在宿主细胞内的复制过程。三者之间有联系，但是有不同。（2）产生的背景：一方面是科学发展的

7、必然要求（当时育种工作、癌等的治疗都要求科技应有所突破）；另一方面是有关基因结构与功能的基础理论研究的重大突破和技术的必然结果。（3）基因工程的成果和发展前景A、基因工程与医药卫生B、基因工程与农牧业、食品工业C、基因工程与环境保护A基因工程与医药卫生基因工程药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。基因工程胰岛素（一）胰岛素是治疗糖尿病的

8、特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。胰岛素分子结构基因工程胰岛素