基因工程及其应用讲课2 ppt课件

基因工程及其应用,基因工程：即 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的 。,原 理：,操作水平：,结 果：,一、基因工程,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。,基因拼接技术或DNA重组技术,定向,遗传性状,获得新性状,目的基因,二、基因操作的工具,1、基因的,指“ 限制性核酸内切酶 ”,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割,特点:,“ ”,这个特点说明了：,酶具有专一性,限制性内切酶（EcoR）作用过程,被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？,思考:,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,练一练:,指“DNA连接酶”,连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。,其作用与限制性内切酶相反，作用点相同,DNA连接酶的作用过程,基因的针线：DNA连接酶,DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键,3、基因的运输工具运载体,运载体必须同时满足三个要求： 具有一到多个限制酶的酶切位点,以便与外源基因连接; 能进入受体细胞并在受体细胞内稳定存在并能复制、表达； 具有标记基因,便于目的基因的筛选.,3、基因的运输工具运载体,常用的运载体： 质粒、噬菌体和动植物病毒等,标记基因，便于进行检测。,质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.,提取目的基因的方法,直接分离基因鸟枪法,将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。,人工合成基因法,DNA合成仪,有两种方法： 逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下利用脱氧核苷酸合成DNA(基因)。 化学合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核糖核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。,第一步：,三、基因工程基本步骤：,第二步：,获取目的基因,目的基因与运载体结合,第三步：,将目的基因导入受体细胞,第四步:,目的基因的检测与鉴定,4、目的基因的表达和检测,大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。,？,思维拓展:,细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？,这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。,人和细菌共用一套遗传密码,所有生物共用一套遗传密码,？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？,从细胞中分离出DNA,限制酶截取DNA片断,分离大肠杆菌中的质粒, DNA重组,用重组质粒转化大肠杆菌,培养大肠杆菌克隆大量基因,课堂小结：,基因的“剪刀”限制性核酸内切酶,基因的“针线”DNA连接酶,基因的运输工具运载体（质粒）,1.基因工程的概念,2.基因工程操作的基本工具,3.基因操作的基本步骤,目的基因提取,目的基因与运载体结合,目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,四、基因工程的应用,基因工程与作物育种,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,生产胰岛素,基因工程与药物研制,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,环境监测,基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。,科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。,环境污染治理,4、其他,基因诊断：如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,转基因食品,安全吗?!,转基因生物和转基因食品的安全性,你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？ 目前，大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。 转基因抗虫棉、耐贮藏番茄、抗病毒甜椒及基因工程疫苗等已获得生产应用安全证书。,转基因生物与食物安全,反对实质性等同。 担心滞后效应。 担心出现新的过敏原。 担心营养成分改变。 把动物蛋白转入农作物是否侵犯了素食者的权益？,实质性等同是转基因农作物安全性评价的起点而非终点。 多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食物的安全。 科学家审慎的态度。 没有转基因食物影响人体健康的实例。 举证排除法。,转基因生物与环境安全,会破坏生态系统的稳定性。 重组的微生物在降解某些化合物时所产生的中间产物，可能造成二次污染。 重组DNA与微生物杂交可能产生对人类有害的病原微生物。 转基因植物的花粉中含有的毒蛋白通过食物链有可能进入动物或人体。,转入的是自然界已有的基因，不会破坏生态系统的稳定性。 可以减少农药用量。 抗除草剂农作物使农田管理更容易。 新闻报道不实，公众的过分担忧。,小结：五种育种方式的比较,要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( ) 限制酶 DNA连接酶 解旋酶 还原酶 2.基因工程的正确操作步骤是（ ） 使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因 ,积极思维:,3.实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（ ） 高效性 专一性 多样性 催化活性易受外界影响 采用基因工程的方法培