《基因工程及其应》PPT课件.ppt

插上想象的翅膀,鹰狗？,虎蚕？,香蕉还是辣椒？,请您欣赏,能产生人胰岛素的大肠杆菌,1、基因工程的概念、原理、操作水平、优点。2、基因剪刀是什么？其特点、作用和结果是什么？3、黏性末端有什么特点？其碱基可以通过什么连接？4、基因针线是什么？与DNA聚合酶的异同是什么？5、基因运载体的作用是什么？常用的有哪些？6、质粒的实质是什么？主要存在于哪里？7、基因工程的操作步骤有哪四步？8、简述抗虫棉的培育过程。,基因工程及其应用,1、概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。,一、基因工程的概念,2、原理：基因重组3、操作水平：分子水平4、优势：定向地改造生物的遗传性状打破种的界限,二、基因工程的操作工具,1、特点：一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定切点切割DNA分子（专一性）；,2、作用：切断外源DNA，对自身DNA不破坏,3、结果：错位切-黏性末端平切-平末端,（一）基因剪刀-限制性核酸内切酶（限制酶）,大肠杆菌的一种限制酶(EcoR1)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,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，这样的切口叫黏性末端。,1、作用：通过形成磷酸二酯键，将脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA外侧链上的缺口连接起来。,（二）基因针线-DNA连接酶,磷酸二酯键,2、常用：质粒、噬菌体、动植物病毒,（三）基因的运载体,1、作用：将外源基因送入受体细胞,质粒,实质：环状DNA分子,存在：细菌及酵母菌细胞中,质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。,2、常用：质粒、噬菌体、动植物病毒,（三）基因的运载体,1、作用：将外源基因送入受体细胞,3、必备条件：能在宿主细胞中复制并稳定保存；具有多个限制酶的切点具有标记基因（如抗生素的抗性基因）,三、基因工程的基本步骤,（一）提取目的基因,1、目的基因：是人们所需要转移或改造的基因。,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。,2、目的基因的提取方法,3、一般要使用限制性核酸内切酶,（二）目的基因与运载体结合,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。,重组质粒的构建过程,质粒,DNA分子,限制酶处理,两个切口获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子（重组质粒）,同一种,一个切口两个黏性末端,（三）目的基因导入受体细胞,受体细胞不同，导入方法不同。植物：农杆菌转化法、基因枪法等动物：显微注射法微生物：感受态细胞法,显微注射技术,将目的基因导入植物细胞-农杆菌转化法,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,DNA分子杂交,DNA分子杂交（注意与上不同之处）,抗原抗体杂交,（四）目的基因的检测与鉴定,四、基因工程的应用,抗虫水稻（绿）与非抗虫水稻（黄）,A：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。,B：转没有绿色荧光蛋白的空质粒的花，,转基因龙胆花色奇异,转基因蓝猪耳改变花色,转基因牵牛花改变了花色,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),首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半,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%!,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。,浸染,(1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是。(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是，目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是。(3)利用基因工程培育抗虫棉，与诱变和杂交育种相比，具有和等优点，但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变