基因工程高中生物.ppt

基因工程是现代生物学的重要组成部分，尤其在高中生物教学中占据着显著地位。它涉及对生物体基因进行操作，以实现特定的遗传改变。本篇主要介绍基因工程的基础知识，包括原核细胞和真核细胞的基因结构，以及基因工程的基本操作程序。 原核细胞的基因结构相对简单，基因通常是连续的编码区，没有内含子，非编码区包括上游的启动子和下游的终止子。启动子是RNA聚合酶识别并结合的位置，启动转录过程；终止子则是转录结束的信号。这些非编码区对于基因的表达调控至关重要。 相比之下，真核细胞的基因结构更为复杂。编码区由外显子和内含子组成，外显子是编码蛋白质的部分，而内含子则在转录后的成熟RNA加工过程中被剪切掉。启动子和终止子同样存在于非编码区，起着启动和停止转录的作用。 基因工程的基本操作程序通常包括四个步骤： 1. 目的基因的获取：找到需要的基因，例如苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因等。 2. 基因表达载体的构建：将目的基因插入到载体DNA中，使它能够在受体细胞中稳定表达。 3. 将目的基因导入受体细胞：使用各种方法将带有目的基因的载体送入目标生物细胞。 4. 目的基因的检测与鉴定：通过分子生物学技术确认目的基因是否成功整合并表达。 获取目的基因的方法有多种，包括： - 从基因文库中获取：基因文库是由一种生物的多个DNA片段组成的集合，每个受体菌携带不同的基因片段。基因组文库包含所有基因，而部分基因文库（如cDNA文库）只包含部分基因。通过目的基因的相关信息，如序列、功能、位置等，可以筛选出所需基因。 - 利用PCR技术扩增：PCR是一种体外快速复制DNA的技术，通过已知的目的基因序列设计引物，经过变性、退火和延伸三个步骤，指数级地扩增目的基因。 - 人工合成：对于较小的基因片段，可以直接化学合成。 基因工程的应用广泛，涵盖了农业、医药、工业等多个领域，通过操纵基因，我们可以改良作物、治疗遗传疾病、生产药物等。了解和掌握基因工程的基础知识，对于理解现代生物科技的发展和应用至关重要。