高二生物人教版選修三同步課件12基因工程的基本操作程序目錄CONTENTS基因工程簡介基因工程的基本操作程序基因工程中的工具酶基因工程的應用實例基因工程的倫理與安全問題01基因工程簡介CHAPTER0102基因工程的定義基因工程的核心技術包括基因克隆、載體構建、基因表達和基因調控等?；蚬こ淌侵竿ㄟ^人工操作將外源基因導入受體細胞，并對導入后的基因進行表達和調控，以達到特定目的的生物技術?；蚬こ痰臍v史與發展基因工程起源于20世紀70年代，最初是通過人工操作將外源DNA片段插入到細菌質粒中，實現基因的轉移和表達。隨著技術的發展，基因工程逐漸應用于動植物、微生物等領域，實現了轉基因動植物、基因治療、基因疫苗等應用。通過基因工程技術將優良性狀轉入植物中，提高作物的抗病、抗蟲、抗除草劑等性能，增加產量和改善品質。轉基因作物通過基因工程技術將外源基因導入動物細胞或胚胎中，實現動物的轉基因改造，如轉基因鼠、轉基因豬等。轉基因動物通過基因工程技術將正常基因導入人體細胞中，以治療遺傳性疾病和惡性腫瘤等疾病?；蛑委熗ㄟ^基因工程技術將病原體的抗原基因導入人體細胞中，以誘導機體產生免疫反應，從而達到預防和治療疾病的目的?；蛞呙缁蚬こ痰膽?2基因工程的基本操作程序CHAPTER基因文庫法化學合成法鳥槍法反轉錄法目的基因的獲取01020304通過構建基因文庫，利用已知基因序列信息，篩選目的基因。利用化學方法合成已知序列的目的基因。通過基因組文庫和cDNA文庫雜交篩選目的基因。從mRNA反轉為cDNA，再經過擴增得到目的基因。識別并切割DNA特定位點，是重組DNA的關鍵步驟。限制性內切酶將目的基因與載體DNA連接起來，形成重組DNA分子。T4DNA連接酶提供重組DNA進入宿主細胞的運載工具，常用的載體有質粒、噬菌體等。載體將重組DNA分子導入宿主細胞的過程。轉化或轉染基因的體外重組重組DNA的轉化能夠接受外源DNA并使其穩定遺傳的細胞。重組DNA分子導入宿主細胞的效率。篩選含有重組DNA的宿主細胞的培養基。通過分子生物學技術篩選含有目的基因的克隆。宿主細胞轉化或轉染效率選擇性培養基克隆篩選利用已知的核酸序列與待測核酸序列進行雜交，從而檢測目的基因是否存在。分子雜交技術對重組體進行限制性內切酶消化，通過電泳分析鑒定目的基因是否正確插入載體。酶切分析利用抗體與目的基因表達產物進行特異性結合，檢測目的基因是否表達。免疫學檢測對重組體進行DNA測序，驗證目的基因序列的正確性。測序技術重組體的篩選與鑒定03基因工程中的工具酶CHAPTER

限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶的發現科學家在研究細菌抗藥性時，發現了限制性核酸內切酶，它能將外源DNA切割。限制性核酸內切酶的分類根據識別序列和切割位點的關系，可以分為四種類型。限制性核酸內切酶的作用切割外源DNA，使其失去活性，保護細胞不被外來DNA侵染。DNA連接酶的分類根據來源和性質，可以分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。DNA連接酶的作用在一定條件下，將兩個DNA片段連接起來，形成完整的基因。DNA連接酶的發現科學家在研究DNA修復時，發現了DNA連接酶，它能將兩個DNA片段連接起來。DNA連接酶用于DNA復制和轉錄。核酸聚合酶用于降解核酸。核酸酶用于降解蛋白質。蛋白酶其他工具酶04基因工程的應用實例CHAPTER03改良品質的轉基因植物通過轉入特定基因，改變植物的品質特性，如改變植物的色澤、口感、營養成分等。01抗蟲轉基因植物通過轉入外源抗蟲基因，培育出抗蟲能力強的轉基因植物，有效抵抗害蟲的侵害。02抗病轉基因植物將抗病基因轉入植物，提高植物對病原菌的抗性，降低植物病害的發生。轉基因植物的培育轉基因動物制藥利用轉基因動物作為生物反應器，生產高附加值的生物藥物。轉基因動物育種通過轉基因技術改良動物品種，提高動物的生長速度、產肉量、產奶量等生產性能。轉基因動物乳腺生物反應器將外源基因轉入動物，使其在乳腺中表達，從而生產出具有特定功能的生物活性物質。轉基因動物的生產123對遺傳性疾病進行基因治療，通過修復或替換缺陷基因，達到治療疾病的目的。遺傳性疾病的基因治療利用基因工程技術抑制腫瘤細胞的生長、擴散和轉移，提高腫瘤的治療效果。腫瘤的基因治療通過基因工程技術增強人體對病原微生物的抵抗力，預防和治療感染性疾病。感染性疾病的基因治療基因治療的研究05基因工程的倫理與安全問題CHAPTER基因工程的倫理原則01基因工程技術的使用應遵循不傷害、尊重、公正和有益于人類的倫理原則?；蚓庉嫾夹g的倫理考量02對于基因編輯技術如CRISPR-Cas9的應用，需要考慮其對人類基因庫的影響，以及潛在的長期后果。基因歧視問題03基因信息可能被用于歧視，如保險、就業和教育等方面，引發公平和倫理問題?；蚬こ痰膫惱韱栴}基因污染的風險基因工程可能導致非預期的基因流動，對環境和生態系統造成不可逆的影響。對人類健康的影響基因工程可能引發新的健康問題，如對抗生素的抗藥性增強等。長期影響的不確定性基因工程對人類和環境的長期影響尚不明確，需要更多的研究和監測。基因工程的安全問題如聯合國《生物多樣性公約》和世界衛生組織《國