基因工程的工具——酶与载体.ppt

第二节基因工程及其应用,第六章从杂交育种到基因工程,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,请您欣赏,请您欣赏,超级小鼠与超级鱼,能产生人胰岛素的大肠杆菌,请您欣赏,基因“嫁接”,基因工程及其应用,T,T,T,T,A,G,C,C,G,G,A,A,什么叫基因工程?基因工程的基本操作步骤有哪些?,根据图6-6，简述如何通过基因工程获得能产生人胰岛素的大肠杆菌？,阅读教材P102-103，解决以下问题：,能力体现,又称基因拼接技术,或重组DNA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(geneengineering),基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工。,原理：（可遗传变异的类型）,操作水平：,结果：,基因重组,DNA分子水平,定向改造性状。,基因工程(geneengineering),培育转基因大肠杆菌的简要过程：,普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素),实例展示,培育转基因大肠杆菌的前三步：,如:EcoRI,1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了限制酶具有的特点是。,2、EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会发生什么样的变化？,积极思考,专一性,1.基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）,基因操作(geneengineering)的工具,模型构建1,练习使用EcoRI剪切目的基因,黏性末端,限制酶的拓展知识点,1、EcoRI限制酶作用于磷酸二酯键（G和A之间），使之断裂。,2、切点之间的碱基对中的氢键为自发断裂，与酶无直接关系。,（例1）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,A,2.分子针线DNA连接酶(DNAlinking-enzyme),积极思考,DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？,基因操作(geneengineering)的工具,磷酸二酯键,使用DNA连接酶制作重组DNA分子（重组运载体）,甲片段,重组DNA分子RecombinantDNA,（例2）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D.A、B、C都对,C,目的基因(如人的胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？,3.基因的运输工具运载体(carrying),常用的运载体(carrying)有两类：1）细菌细胞质的质粒(plasmid)2）噬菌体(bacteriophages)或某些动植物病毒(virus),基因操作(geneengineering)的工具,大肠杆菌的质粒(plasmid)：,基因操作(geneengineering)的工具,运载体的特点,1、侵染性强，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目的基因相连；,、具有标记基因（如抗性基因），便于进行检测和筛选,如受体细胞具备该抗生素的抗性，则说明重组质粒导入了受体细胞。反之则导入。,有,没有,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.目的基因的检测与鉴定,基因工程(geneengineering)的原理,小结,基因工程的应用,一、基因工程与作物育种,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),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。,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?,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,要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是()限制酶DNA连接酶解旋酶还原酶,A,基因工程技术中的目的基因主要来源于,A.自然界现存在于生物体内的基因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,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