基因工程及其应用上课.ppt

能发光的水母 请您欣赏 能否让热带鱼也能发光 设想 不能发光的热带斑马鱼 会发光的转基因鱼 基因工程 基因工程 又叫做基因拼接技术或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 定向地改造生物的遗传性状 原理 操作水平 特点 基因重组 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状 打破了物种界限 一 基因工程的概念 实例 培育抗虫棉的简要过程 普通棉花 无抗虫特性 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接导入 棉花细胞 含抗虫基因 棉花植株 有抗虫特性 二 基因操作的工具 基因的 剪刀 限制性核酸内切酶基因的 针线 DNA连接酶基因的运载工具 运载体 1 基因的 剪刀 限制酶 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切割点上切割DNA分子 特点 专一性 特异性 微生物 来源 大肠杆菌 EcoRI 的一种限制酶能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开 限制酶作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 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 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端 尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端 碱基能够通过互补进行配对 DNA连接酶 DNA连接酶 思考 如何将重组DNA分子送入受体细胞呢 2 基因的针线 DNA连接酶可把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口 缝合 起来 形成磷酸二酯键 这样一个重组的DNA分子就形成了 3 基因的运载体 常用的运载体 质粒 噬菌体和动 植物病毒等 作为运载工具 分子运输车 将外源基因转移到受体细胞中去 运载体必须具备的条件 能够在受体细胞中复制并稳定保存 具有多个限制酶切点 以便与目的基因连接 具有某些标记基因 便于进行筛选 质粒是存在于细菌及酵母菌细胞质中 是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子 三 基因工程基本步骤 第一步 获取目的基因 第二步 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 第四步 目的基因的检测和鉴定 检测 分子水平上检测目的基因是否导入 是否表达 鉴定 从个体水平上鉴定是否表现出特定的性状 一 基因工程与作物育种 四 基因工程的应用 抗虫的基因来自苏云金杆菌 苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体 能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死 科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物 使作物自身具有抵御虫害的能力 获得高产 稳产和具有优良品质的农作物 以及具有抗逆性的作物新品种等 转基因驱蚊草 发荧光的烟草 蓝色妖姬 基因工程在畜牧业的应用 将人的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中 得到的 超级小鼠 水母 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 干扰素 乙肝疫苗等 3 基因工程与环境保护 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 环境监测 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 转基因草莓 有玫瑰花和柠檬的香味转基因西红柿 安全吗 金大米 谁能告诉我这是 谁能告诉我这是 谁能告诉我这是 谁能告诉我这是 1 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 目的基因的检测与鉴定 提取目的基因 C 练一练 2 采用基因工程的方法培育抗虫棉 下列导入目的基因的作法正确的是 将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的 序列 注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的 序列 与质粒重组 导入细菌 用该细菌感染棉的体细胞 再进行组织培养 将编码毒素蛋白的 序列 与细菌质粒重组 注射到棉的子房并进入受精卵中 C 3 要使目的基因与运载体重组 所需的两种酶是 限制酶 DNA连接酶 解旋酶 还原酶 A 4 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 两种连接酶B 两种限制酶C 同种连接酶D 同种限制酶 D 5 以下是两种不同的限制酶切割形成的DNA片段 1 CTGCA G 2 G CTTAA 4 G ACGTC 3 AATTC G 你能用DNA连接酶将它们连接起来吗 和能连接 和能连接 1 4 2 3 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 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 用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质 下列说法不正确的是 B 切取牛的生长激素或人的生长激素基因 用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中 从而获得了 超级鼠 次项技术遵循的原理是 A 基因突变DNARNA蛋白质 B 基因工程RNADNA蛋白质 C 细胞工程DNARNA蛋白质 D 基因工程DNARNA蛋白质 D 多选题 如图 下列有关酶功能的叙述中 正确的是 A 切断a处的酶为限制性内切酶B 连接a处的酶为DNA连接酶C 切断b处的酶为解旋酶D 连接b处的酶为RNA聚合酶 ABC 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