基因工程.ppt

最新款的摩托车,你想过吗?,你见过树会走路吗?,香蕉鱼,你见过吗?,谁能告诉我这是what？,你知道什么是真正的硕果累累吗?,能发光的水母,请您欣赏,能否能否让热带鱼也能发光?,设想,不能发光的热带斑马鱼,基因工程及其应用,T,T,T,T,A,G,C,C,G,G,A,A,什么是基因工程?基因工程的原理是什么？基因工程的基本操作步骤有哪些?,实施基因工程的总体思路是什么？,阅读教材P102，解决以下问题：,能力体现,基因工程有哪些应用？,又称基因拼接技术,或DNA重组技术。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，定向的改造生物的遗传性状。,基因工程概念,原理：,操作水平：,结果：,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。,基因工程,目的基因,培育转基因抗虫棉的简要过程：,你认为上述培育转基因抗虫棉的关键步骤有哪些？,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,抗虫基因,导入,实例展示,基因操作的工具,1.基因的剪刀限制性核酸内切酶,存在：主要在微生物体内特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。,专一性,EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，并在G和A之间将这段序列切开，那将会发生什么样的变化？,1、基因的剪刀限制性核酸内切酶,基因操作的工具,如:EcoRI限制酶,限制性内切酶（EcoR）作用过程,什么是黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,模型构建1,练习使用EcoRI剪切目的基因,黏性末端,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:,是,基因的针线：DNA连接酶,2、基因的针线DNA连接酶,DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？,基因操作的工具,磷酸二酯键,磷酸二酯键,模型构建2,使用DNA连接酶制作重组DNA分子,甲片段,重组DNA分子,DNA连接酶的作用过程,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（磷酸二酯键）D.A、B、C都对,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,CTGCAG,G,CTTAA,G,ACGTC,AATTC,G,A.；B.；C.；D.以上都不对,3、基因的运输工具运载体,基因操作的工具,常用的运载体有两类：1）质粒(最常用）（小型环状DNA)2）噬菌体某些动植物病毒,标记基因，便于检测,运载体应该具有什么特点呢?,？,基因操作的工具,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；、具有某些标记基因，便于进行筛选,基因工程的“四步曲”,提取目的基因,1,目的基因与运载体结合,2,将目的基因导入受体细胞,3,目的基因的检测和表达,4,第一步：获取目的基因：,二、工程基本步骤,第二步、目的基因与运载体结合,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。,第三步：将目的基因导入受体细胞,常用的受体细胞：菌类和动植物细胞,第四步、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。,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,基因工程的原理,小结,基因重组,三、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),2、基因工程与药物研制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,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。,胰岛素从猪、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。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,3、环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,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。,转基因食品,安全吗?,餐桌上的基因转基因食品你敢吃吗？转基因食品ABC,课,究,探,后,课题：利用网络资源并结合教材中的资料分析,就“转基因生物和转基因食品的安全性”以小论文的形式发表个人见解。,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,B.C.D.,课堂练习,要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()限制酶连接酶解旋酶还原酶,基因工程技术中的目的基因主要来源于,A.自然界现存在生物体内的基因B.自然突变产生的新基因C.人工诱变产生的新基因D.科学家在实验室中人工合成的基因,A.限制酶只用于提取目的基因B.细菌体内的环状DNA均可作运载体C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成,下列关于基因工程的叙述中,正确的是:,以下说法正确的是:,A.目的基因是指重组DNAB.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达,基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：,（2）基因表达的含义是：,（3）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：,（4）基因工程操作中的工具是：,海藻糖合成酶基因的获取,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测和表达,基因通过转录、翻