第6章第2节基因工程及其应用

能发光的水母能否让热带鱼能否让热带鱼也能发光也能发光 ?设想设想不能发光的热带斑马鱼导入人基因具特殊用途的猪和小鼠能产生 人胰岛素 的大肠杆菌抗虫害的玉米抗虫棉能产生人胰岛素的大肠杆菌基因 “ 嫁接”TTTTAGCCGGAA一、基因工程原理一、基因工程原理基因工程又叫做 基因拼接 技术或DNA重组 技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别 基因 复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 定向地改造生物的遗传性状 （目的）。 原 理 ：操作水平 ：结 果 ：目的基因供体细胞 受体细胞基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得新性状一、基因工程原理一、基因工程原理基因工程的基本操作程序v提取目的基因提取目的基因v目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合v将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞v目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定供体生物细胞取出 DNA用限制酶剪去多余部分目的基因即：将需要的基因从供体生物细胞内提取出来目前被广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因 、植物抗病基因 （抗病毒、抗细（抗病毒、抗细菌菌 )、 人胰岛素基因 等。v提取目的基因提取目的基因直接分离基因直接分离基因人工合成基因人工合成基因目的基因的提取方法目的基因的提取方法如 :EcoRI该限制酶只能识别 GAATTC的序列。一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。 专一性1.基因的基因的 剪刀剪刀 限制性内切酶（主要存限制性内切酶（主要存在于在于 微生物体内微生物体内 ）基因操作的工具基因操作的工具CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因 黏性末端什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被被 限制酶限制酶 切开的切开的 DNA两条单链的切两条单链的切口，带有几个口，带有几个 伸出的核苷酸伸出的核苷酸 ，他们之间，他们之间正好正好 互补配对互补配对 ，这样的切口叫黏性末端，这样的切口叫黏性末端。例题 .下列是由限制酶切割形成的 DNA片段，能用相应 DNA连接酶将它们恢复连接的组合是 CTGCA G GCTTAA GACGTC AATTCGA. ； B. ； C. ； D.以上都不对A基因的运输工具基因的运输工具 运载体运载体常用的运载体有两类：常用的运载体有两类：1）细菌细胞质的）细菌细胞质的 质粒质粒2） 噬菌体噬菌体 或某些或某些 动植物病毒动植物病毒v目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 大肠杆菌的大肠杆菌的 质粒质粒 （能（能 自我复制自我复制 的环的环状状 DNA分子分子 ） 运载体 应该具有什么特点呢 ?基因操作基因操作 的工具：运载体的工具：运载体运载体特点：1.能够在宿主细胞内复制并稳定保存； .具有 多个 限制酶切点以便与外源基因相连； .具有 标记 基因，便于进行 筛选 基因的针线基因的针线 DNA 连接酶连接酶如何将目的基因与运载体结合？如何将目的基因与运载体结合？使用 DNA连接酶制作重组 DNA分子目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 质粒的DNA片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组 DNA分子或者重组质粒GGCATCTTAAAATTCCGTAG 1.用一定的 _切割质粒，使其出现一个切口，露出 _。2.用 _切断目的基因，使其产生 _。3.将切下的目的基因片段插入质粒的 _处，再加入适量 _，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）限制性内切酶黏性末端同一种限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相同目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合例题 .DNA连接酶的作用是：A.子链和母链之间形成氢键B.黏性末端之间形成氢键C.两个 DNA末端间的缝隙连接D.A、 B、 C都对 C 常用的受体细胞：常用的受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。草杆菌等。v将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 常用的方法：农杆菌转化法（常用的方法：农杆菌转化法（ 植物植物 ） 显微注射法（显微注射法（ 动物动物 ） 感受态细胞（感受态细胞（ 微生物）微生物） 检查是否成功检测 鉴定 检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出了 mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法 方法 DNA-RNA分子杂交抗原 -抗体杂交v目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定方法 DNA分子杂交 培育转基因大肠杆菌的简要过程：培育转基因大肠杆菌的简要过程：普通大肠杆菌普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素不能分泌胰岛素 )人体组织细胞人体组织细胞提取提取胰岛素基因胰岛素基因与与 运载体运载体 DNA拼接拼接大肠杆菌大肠杆菌 (含含 胰岛素基因胰岛素基因)转基因大肠杆菌转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素能分泌胰岛素 )导入导入检测是否成功检测是否成功 培育转基因大肠杆菌的关键步骤：培育转基因大肠杆菌的关键步骤：1.ONE胰岛素基胰岛素基因从人体因从人体细胞内提细胞内提取出来取出来2.TWO胰岛素基胰岛素基因与运载因与运载体体 DNA连接连接3.THREE胰岛素基因胰岛素基因导入受体导入受体 (大肠杆菌大肠杆菌 )细胞细胞基因的 “剪刀 ” 基因的 “针线 ” 基因的运载体1 2基因工程的操作工具1.基因的剪刀 限制性内切酶2.基因的针线 连接酶 3.基因的运输工具 运载体 基因工程的操作步骤1.目的基因的 提取2.目的基因与运载体 结合3.目的基因 导入 受体细胞4.目的基因的 检测 与 表达1、基因工程与作物育种转基因抗虫棉抗虫基因来自 苏云金芽孢杆菌二、基因工程的应用二、基因工程的应用基因工程在农业上的应用培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农