生物6.2基因工程及其应用上课ppt课件

1,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,2,美国公司研制出可当宠物出售的转基因荧光鱼,请您欣赏,3,具有人生长激素的转基因超级鼠、超级鼠,请您欣赏,4,能产生人胰岛素的大肠杆菌,请您欣赏,5,在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活泼的小猴“安迪”。通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。,6,蓝玫瑰，是一种转基因的玫瑰品种，被植入三色紫罗兰所含的一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。属于蔷薇亚科。,7,转基因抗棉铃虫棉花,8,9,第一章基因工程,10,基础理论和技术的发展催生了基因工程,20世纪中叶，基础理论取得了重大突破1.DNA是遗传物质的证明（1944年）2.DNA双螺旋结构（1953年）3.中心法则的确立（1958年）4.遗传密码的破译（1966年）,11,技术发明使基因工程的实施成为可能1.基因转移载体的发现2.工具酶的发现3.DNA合成和测序技术的发明4.DNA体外重组的实现5.重组DNA表达实验的成功6.第一例转基因动物问世7.PCR技术的发明,12,又称DNA重组技术该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞内表达，产生人类需要的基因产物。,一、基因工程(geneengineering),13,DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的生物类型和生物产品,剪切,拼接,导入,原理,（定向）基因重组,表达,基因工程的理解,14,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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。,胰岛素分子结构,能否让细菌产生出人的胰岛素、生长激素等珍贵的药物？,15,培育转基因大肠杆菌的简要过程：,你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？,普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素),胰岛素基因,大肠杆菌(含胰岛素基因),转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素),实例展示,16,培育转基因大肠杆菌的关键步骤：,17,1、基因的剪刀限制性核酸内切酶,二、基因工程的工具,限制酶主要是存在于微生物体内的一类酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶，简称限制酶。,这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？,切割降解外源DNA，使之失效，以保证自身DNA不受外源DNA的干扰，从而保证其遗传物质不被改变。,来源：原核生物,18,功能：识别序列：识别DNA分子某种特定的核苷酸序列识别切点：催化每条链特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,实质：限制酶切割过程实质上是使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,19,磷酸二酯键,5,4,3,2,1,20,即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。,特点：特异性（专一性）,如:EcoRI，大肠杆菌的一种限制酶，能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,限制酶,21,1、限制酶所识别的DNA双链上的碱基有什么特点呢？,能被特异性识别的切割部位都具有回文序列。这些序列都有中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的。,阅读教材P11，思考以下问题：,22,2、限制酶切割DNA分子有几种切割方式？能形成几种末端？,错位切-粘性末端,平切-平口末端,23,什么叫黏性末端？,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，他们之间正好互补配对，这样的一段单链叫黏性末端。,24,什么叫平末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,25,3、要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。,4、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生相同的黏性末端。,5、是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了?,实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。,26,以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：GCAATTCGCCTTAACGGCGG(1)其中和是由一种限制酶切割形成的末端。(2)和是由另一种限制酶切割形成的末端，两者要重组成一个DNA分子，所用的工是。,练习,平口,黏性,DNA连接酶,27,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,含目的基因的DNA片段,另外的DNA片段,重组DNA分子片段,EcoRI,EcoRI,28,2、分子针线DNA连接酶,作用部位：磷酸二酯键,将两个DNA片段的缺口连接起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,29,常用的DNA连接酶：,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,来源：大肠杆菌作用：连接黏性末端,来源：T4噬菌体作用：既能连接黏性末端也能连接平口末端,30,DNA聚合酶只是将一个个脱氧核苷酸加到DNA单链上(DNA复制）；而DNA连接酶是将两个DNA片段的缺口连接起来（基因工程）。,相同点：,都是形成磷酸二酯键,主要区别：,讨论,DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？,31,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,“分子运输车”载体。,？,32,3.基因的运输工具载体,（2）常用的运载体有三类a、细菌细胞质的质粒b、噬菌体的衍生物C、某些动植物病毒,原理：病毒，细菌等的侵染性。,（1）载体的作用a、作为运载工具，将外源基因送进受体细胞。b、使外源基因在受体细胞内能大量复制。,33,（3）作为运载体必须具备哪些条件？,1）必需是安全的，不会对受体细胞有害。2）大小应适合，便于提取和操作。3）能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。4）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。5）具有某些标记基因，便于进行筛选。6）有启动子和终止子。,34,大肠杆菌的质粒(plasmid)：,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。质粒是基因工程最常用的载体。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。,35,标记基因,复制原点,即能表达特定性状，便于检测质粒是否导入受体细胞,目的基因插入位点,即多种限制酶的单一切点,使质粒能带着插入的目的基因在宿主细胞内稳定保存并复制,36,练习,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用A、同种限制酶B、两种限制酶C、同种连接酶D、两种连接酶不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制B、有多个限制酶切点C、具有标记基因D、它是环状DNA,37,获取目的基因,1,构建基因表达载体,2,导入目的基因,3,检测与鉴定目的基因,4,三、基因工程的一般过程,5,38,目的基因是人们所需要转移或改造的基因,获取目的基因是实施基因工程的第一步。,如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,第一步：获取目的基因,39,1、从基因文库获得基因文库2、利用PCR技术扩增3、人工合成：采用DNA合成仪人工合成长度不是很大的DNA片段。,基因组文库部分基因文库,第一步：获取目的基因,40,哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？,1）DNA序列自动测序仪：2）PCR技术：,对提取出来的基因进行核苷酸序列分析。,使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增。,41,基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库(genelibrary)基因组文库:如果基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基因文库叫做基因组文库.部分基因文库:（cDNA）如果基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库.,一、通过基因文库获取,42,一、通过基因文库获取,基因组文库,部分基因文库（cDNA）,43,通过对受体菌的培养而储存基因,1、基因组文库,44,2、cDNA合成过程,第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。,45,mRNA,DNA单链,RNADNA杂交分子,单链DNA,双链DNA,由mRNA反转录形成cDNA,逆转录,使RNA降解,复制,核酸酶H,酶?,酶?,形成氢键,46,二、利用PCR技术扩增目的基因,原理:DNA复制前提:要有一段已知目的基因的脱氧核苷酸序列列，以便合成引物。,47,氢键断裂，形成单链DNA。,引物与DNA模板结合，形成局部双链。,在酶的作用下，不断延伸，合成双链DNA。,多次循环，获得大量双链DNA分子。,PCR技术扩增,48,利用PCR技术合成DNA,PCR:多聚酶链式反应，是以DNA变性、复制的某些特性为原理设计的。前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需要设计引物。,49,PCR的过程,（1）变性：以DNA片段作模板，在94高温下，分开成为单链DNA。（2）复性：在55的温度下，引物找到可以配对的单链上的特定部位相互配对结合（3）延伸：在72高温下，合成一条与模板DNA单链互补结合的DNA新链。（4）以上三个步骤周而复始，即反应体系的温度从94oC-55oC-72oC，目的基因的量不断增加反应体系中经历：变性复性延伸重复结果：目的基因的量成指数形式扩增（2n),高温的作用是？,引物是怎样获得的？,四种脱氧核苷酸,酶,耐高温DNA聚合酶（Taq酶），,原料,50,PCR扩增与DNA复制的比较,51,三、人工合成法,例：根据已知氨基酸序列直接合成DNA,已知目的基因序列已知目的基因的mRNA的序列已知目的基因翻译产物的氨基酸序列,对于比较小目的基因，在弄清脱氧核苷酸序列后，通过DNA合成仪直接人工合成。,52,基因的定义基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。,将编码蛋白质的基因根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类。具有转录和翻译功能；只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和mRNA基因；不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括启动基因和终止基因。,53,一原核细胞的基因结构,编码区,非编码区,非编码区,编码区上游,编码区下游,调控遗传信息的表达(调控序列),编码蛋白质(编码序列),54,编码区,非编码区,非编码区,RNA聚合酶结合位点,一原核细胞的基因结构,55,与RNA聚合酶结合位点,RNA聚合酶是一种蛋白质，能识别并与调控序列中的结合位点结合，能催化DNA转录为RNA,一原核细胞的基因结构,56,与RNA聚合酶结合位点,RNA聚合酶,一原核细胞的基因结构,57,与RNA聚合酶结合位点,RNA聚合酶,AGGUCACGUCG,一原核细胞的基因结构,58,与RNA聚合酶结合位点,AGGUCACGUCG,一原核细胞的基因结构,59,1、编码区,a启动子,2、非编码区,能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，也就是说能够编码蛋白质的区段,不能编码蛋白质的区域，调控遗传信息的表达,b终止子,位置,功能,位置,功能,编码区上游紧靠着转录起点,引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合,编码区下游紧靠着转录的终点的位置,阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来,一原核细胞的基因结构,60,二真核细胞的基因结构,编码区,非编码区,非编码区,编码区下游,调控遗传信息的表达(调控序列),外显子(能编码蛋白质),内含子(不能编码蛋白质),61,真核细胞基因结构示意图,编码区,非编码区,非编码区,RNA聚合酶结合位点,二真核细胞的基因结构,62,信使RNA,成熟的信使RNA,二真核细胞的基因结构,63,启动子、终止子以及起始密码子、终止密码子所存在的位置及作用？,启动子、终止子存在于DNA上，起始密码子、终止密码子存在于RNA上;启动子并不是转录的起点，是RNA聚合酶识别和结合的位点，起始密码子是翻译的起点。,64,1、编码区,启动子,2、非编码区,间隔的、不连续的,不能编码蛋白质的区域，调控遗传信息的表达,终止子,外显子,内含子,位置,功能,编码区中能够编码蛋白质的序列,引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合,编码区下游紧靠着转录的终点的位置,阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来,编码区中不能够编码蛋白质的序列,位置,功能,编码区上游紧靠着转录起点,二真核细胞的基因结构,65,原核细胞与真核细胞的基因结构,相同点：都有编码区和非编码区，编码区上游都有启动子，下游都有终止子。不同点：真核细胞的基因结构与原核细胞相比结构更为复杂，在编码区中又可分外显子和内含子，原核细胞的基因结构不分外显子和内含子。转录过程:真核生物转录过程与原核生物大致相同，所不同的是，真核基因转录结束后，需要将RNA中由内含子转录出的部分剪掉，然后将外显子转录出的部分的RNA拼接起来，才形成成熟的mRNA。,66,第二步：基因表达载体的构建,1、用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。2、用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端。3、将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）,目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。,67,1.构建基因表达载体目的是：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用2.不同生物的DNA可以拼接在一起的原因是：所有生物的DNA的基本结构形式相同（不同生物DNA都是由4种脱氧核苷酸构成，都具有双螺旋结构，都遵循A-T、G-C的碱基配对原则）3.基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因,第二步：基因表达载体的构建,68,思考：一个基因表达载体需由哪几部分组成,复制原点启动子目的基因终止子标记基因,它们的作用是,69,将同一种限制酶切割的质粒与目的基因片段混合，加入DNA连接酶，两两连接的产物有几种？,3种：目的基因与目的基因的连接物目的基因与质粒的连接物质粒与质粒的连接物,70,基因工程载体的构建需要考虑哪些因素,（4）要有选择标记基因，如抗生素基因，以便选择出真正的转基因生物。,（1）如果一个来自动物的目的基因含有内含子，就不能用于转基因植物，因为动物中内含子的剪接系统与植物的不同，植物不能将动物基因的内含子剪切掉，只能用该基因的cDNA。,（3）要选择强启动子或组织特异性启动子。启动子有强有弱，选择强启动子可以增加转录活性，使基因产物量增多。如果希望基因在生物的某个组织表达，如只在植物种子中表达，就要选择种子中特异表达的启动子。,（2）基因的产物如果是一个糖蛋白，那么该基因在原核生物细菌中表达出来的蛋白就可能不具备天然状态下的活性，因为糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加工的，而细菌无这些细胞器。,71,什么叫转化,第三步：将目的基因导入受体细胞,1.基因工程中常用的受体细胞有哪些？,大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞,2.导入过程如何？,72,1.目的基因导入植物、动物、微生物的受体细胞分别选取什么细胞？为什么？,植物：体细胞（植物体细胞都具有全能型）动物：受精卵（受精卵的全能性最高）微生物：常用原核生物（繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少）,73,1、将目的基因导入受体细胞（植物细胞）,农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法,74,2、将目的基因导入受体细胞（动物细胞）,显微注射法,75,3、将目的基因导入微生物细胞,Ca2+处理,76,第四步检测和鉴定目的基因,1、筛选含有目的基因的受体细胞,2、目的基因的表达,通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入受体细胞。,目的基因导入受体细胞后，受体细胞必须表现特定的性状。,77,检测目的基因表达,分子水平检测:目的基因是否插入：核酸杂交技术（DNA探针）目的基因是否转录：核酸杂交技术（DNA探针）目的基因是否翻译：抗原-抗体杂交个体水平检测:基因工程产品的功能活性鉴定新个体抗虫抗病的抗性鉴定,基因探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。满足：（1）一般是单链。（2）带有容易被检测出来的标记物。,78,基因的探针,79,为保证目的基因得到有效利用，通常用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。,单细胞生物的检测,80,多细胞生物的检测将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。,例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。,81,小结:基因工程的基本操作程序,1、获取目的基因从基因文库利用PCR化学方法人工合成2、准备重组DNA分子复制原点、目的基因、启动子、终止子、标记基因3、转化受体细胞农杆菌转化法、显微注射法、CaCl2法4、筛选重组细胞检测：是否插入、转录、翻译5、实现功能表达,82,香蕉鱼,你见过吗?,83,84,85,你知道什么是真正的硕果累累吗?,86,最新款的摩托车,你想过吗?,87,你见过树会走路吗?,88,谁能告诉我这是？,89,给科学插上想象的翅膀，你会收获更多！,90,思考1、为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？,提示：构建基因文库是获取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通过PCR方式从含有该基因的生物的DNA中直接获得，也可以通过反转录，通过人工方法合成，不一定要构建基因文库。如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想从一种生物体内获得许多基因，或者想知道这种生物与另一种生物之间有多少基因不同，或者想知道一种生物在个体发育的不同阶段表达的基因有什么不同，或者想得到一种生物的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。,91,2、将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？,提示：有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管通道法导入受体植物，没有进行表达载体的构建，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。,92,3、利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌吗？,有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的，内质网和高尔基复合体存在于真核细胞中，大肠杆菌不存在这两种细胞器，因此，在大肠杆菌中生产这种糖蛋白是不可能的。,93,（1）从小鼠中克隆出-珠蛋白基因的编码序列（cDNA）。（2）将cDNA前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子，另外加上抗四环素的基因，构建成一个表达载体。（3）将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中，然后在含有四环素的培养基上培养大肠杆菌。如果表达载体未进入大肠杆菌中，大肠杆菌会因不含有抗四环素基因而死掉；如果培养基上长出大肠杆菌菌落，则表明-珠蛋白基因已进入其中。（4）培养进入了-珠蛋白基因的大肠杆菌，收集菌体，破碎后从中提取-珠蛋白。,6、-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分。当它的成分异常时，动物有可能患某种疾病，如镰刀形细胞贫血症。假如让你用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的-珠蛋白，想一想，应如何进行设计？,94,4、作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？,不可以因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。必须构建上述元件的主要理由是：（1）生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达；（2）通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体生物中无法转录（3）目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；（4）为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一些其他调控元件，如增强子等；（5）有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位，往往要加上可以标识存在部位的基因（或做成目的基因与标识基因的融合基因），如绿色荧光蛋白基因等。,95,5、根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理,你能分析出不能导入单子叶植物的原因吗?若将一个抗病基因导入小麦中,理论上讲你应该怎样做?,要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物；要加趋化和诱导的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的Vir区（诱导）的基因，使T-DNA转移并插入到染色体DNA上。,96,四、基因工程的应用,一、基因工程与作物育种,97,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),98,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。,99,2、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。,100,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%!,101,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！,通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取204mg干扰素,人造血液及其生产,102,3、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。,103,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。,104,二、基因诊断的技术和方法1.核酸分子杂交实质上是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交。是基因诊断最基本的技术之一。2.PCR法3.分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。满足：（1）必须是单链，（2）带有容易被检测出来的标记物。,105,基因诊断与基因治疗,运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。,通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。,106,生物芯片,从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。,107,转基因食品,安全吗?,108,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。,109,exercise,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.,小试身手,110,基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达,练习,111,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,A,112,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,113,下列关于基因工程的叙述中,正确的是:,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.,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,C,B,114,A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.,（2006年.四川）用