高中生物《第六章 第二节 基因工程及其应用》课件4 新人教版必修2.ppt

基因决定性状(1)，青霉素产生对人有用的抗生素青霉素，基因决定性状(2)，豆科植物的根瘤能固定空气中的氮素，基因决定性状(3)，蚕能吐丝的人类利用，基因决定性状(4)，取向基因改造构想， 禾本科植物能否固定空气中的氮气，想象一下细菌能“吐出丝绸”吗？想象二、能否使微生物产生人类胰岛素、干扰素等宝贵药物？ 三、经过多年努力，科学家于20世纪70年代建立了可定向改造生物的新技术基因工程。 基因工程的概念，基因工程：在机体外，通过人工将DNA分子“切取”与“连接”，改造机体的基因并进行重组，导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生必要的基因产物。 基因工程过程的形象是：从细胞中分离DNA，限制酶切DNA片段，分离大肠杆菌质粒，重组DNA，用重组质粒转化大肠杆菌，培养大肠杆菌克隆大量基因，基因工程操作工具，目的基因目的将基因与载体DNA连接需要基因的针线DNA连接酶。 目的基因携带大肠杆菌需要基因转运手段携带载体。 限制性酶，分布：主要在微生物中。 特点：识别特异性，即特定核苷酸序列，切断特定切口。 结果发生粘性末端(碱补对)。 例如，大肠杆菌的限制酶能识别GAATTC序列，在g和a之间切开。 限制酶只能识别特定的核苷酸序列，在特定的切点切断DNA分子。 目前发现的限制性内切酶有200多种。 限制酶的作用过程、DNA连接酶、连接酶的作用：连接互补对的两个粘性末端，形成完整的DNA分子。 连接部位：磷酸二酯键，非氢键。 问题，用DNA连接酶连接两个相同的粘性末端需要连接多少磷酸二酯键？ DNA连接酶的作用过程、载体、作用：将外源基因传入受体细胞。 条件：在宿主细胞内复制，可稳定保存。 限制酶的接点有多个。 某标记基因种类：质粒、噬菌体、动植物病毒。 为了使从甲生物细胞中提取的基因在乙生物体内表达，首先必须将该基因传送到乙生物的细胞内。 将外来基因传送给细胞的工具是载体。 质粒的特征，细胞染色体外自主复制的小型环状DNA分子质粒是基因工程中最常用的载体，最常用的质粒是大肠杆菌质粒，大多数细菌、酵母菌等生物中存在的质粒的存在，不影响宿主细胞的质粒只能在宿主细胞内复制问题，某些特定的基因连接质粒需要几个限制酶和几个DNA连接酶处理？ 基因操作的基本步骤是提取目标基因的目标基因和载体，检测和表达将目标基因导入受体细胞的目标基因，提取目标基因，从供体生物细胞中提取目标基因。 提取DNA，用限制酶切断DNA，目前广泛提取的目标基因有苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。 目的提取基因的方法(1)是直接分离基因鸟枪，用限制酶将供体生物的DNA切成许多片段，用载体将这些片段输送到受体生物的不同细胞中。 只要一个细胞获得并表达必要的目标基因，基因工程就会成功。 该方法的最大缺点是具有较大的盲目性，工作量大，成功率低。 真核生物的基因不能转移到原核生物。用限制酶切成许多片段，提取目标基因的方法(二)，人工基因合成法，逆转录法：以信使RNA为模型，逆转录酶作用下脱氧核苷酸合成DNA (基因)。 直接合成法：从蛋白质氨基酸的顺序推断信使RNA核苷酸的顺序，据此推断基因DNA的脱氧核苷酸的顺序。 用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。 将DNA合成器、PCR放大器、目标基因与载体结合，用与提取目标基因相同的限制酶切断质粒使切口出现，将目标基因插入切口，目标基因的粘性末端与切口的粘性末端互补配对后，在解脂酶的作用下结合形成重组DNA分子。 提取、质粒，用限制酶切断，用连接酶连接目标基因和质粒，将目标基因导入受体细胞进行扩增，基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、动植物细胞等。 引入受体细胞的一般方法是参考细菌和病毒感染细胞的途径。 通常对一些受体细胞进行提高渗透性的处理。 目的基因随着受体细胞的快速增殖，可在短时间内获得大量基因。将目标基因导入受体细胞，扩增受体细胞，检测和表达目标基因(1)，前三步处理十分复杂，为确保目标基因得到有效利用，许多受体细胞接受了许多目标基因。 这样，处理过的受体细胞中没有真正摄入目标基因，必须从中进行检测。 细菌的检测是按受体细胞分别培养形成菌落，检测菌落中是否有目标基因的表达产物。 淘汰无表达产物的菌落，保留了对表达产物的进一步培养、研究。 目的基因的检测和表达(二)，多细胞生物的检测，按受体细胞分别培养，诱导至完整的个体，检查这些个体是否摄取目的基因，是否表达摄取的基因。 淘汰没有变化的个体，保留有变化的个体进一步培育和研究。 如果用棉铃虫喂棉铃虫的话，虫子吃了之后就不会出现中毒症状，说明没有摄取目标基因或者没有摄取