基因工程最新版本

1、.,基因工程,.,善假于物,.,你能使等式成立?,.,理解,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,剪切拼接导入表达,定向改造生物遗传性状,基因重组,.,基因工程概念,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 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，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的新的生物类型和生物产品,.,基因操作的工具,基因的剪刀（分子手术刀） 限制性核酸内切酶（限制酶） 基因的针线（分子缝合针） DNA连接酶 基因的运输工具（分子运输车） 运载体,.,（1）限制酶,

2、分布： 作用特点: 结果： 举例：EcoR1限制酶,识别序列的特点,作用是什么,切断的是什么键,主要在原核生物中。,专一性，识别特定核苷酸序列，切割特定切点。,产生黏性未端,.,（2）运载体,作用：将外源基因送入受体细胞。 具备的条件： 举例：质粒、噬菌体 和动植物病毒。,能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因 对受体细胞无害,.,质粒,本质: 分布: 基因:,抗药性基因、抗生素生成基因、固氮基因,拟核和细胞核以外能独立复制的小型环状DNA分子,许多细菌及酵母菌细胞内,.,（2）DNA连接酶,连接的部位： 结果：,与DNA聚合酶 相同吗,磷酸和脱氧核糖之间的键：

3、磷酸二酯键（梯子的扶手）,两个相同的末端的连接。,.,基因工程基本操作的四个步骤,1、目的基因的获取,2、目的基因与运载体结合,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,.,一、目的基因的获取,1、目的基因主要是指_,编码蛋白质的结构基因,请举出三个以上的例子,2、获取目的基因的常用方法有哪些?,（1） 直接获得目的基因,（4）利用PCR技术扩增,（3）人工合成,（2）反转录法,.,反转录法： 以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。,目的基因的mRNA,杂交双链 (单链RNA/单链DNA),单链DNA,反转

4、录酶,核酸酶H,DNA聚合酶,双链DNA (目的基因),.,根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：,根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,.,质粒,目的基因,限制酶处理,一个切口 两个黏性末端,两个切口 获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子（重组质粒）, 核心,同一种,(二)目的基因与运载体结合,.,PCR技术原理 及反应过程,原理： DNA双链复制,反应过程：,1、加热至

5、9095 目的基因DNA解链 2、冷却至5560 ， 引物结合到互补DNA链 3、加热至7075 ， 热稳定DNA聚合酶从 从引物起始互补链的 合成,.,目的基因的检测与鉴定,1、如何检测是否导入了目的基因,检测标记基因是否表达：体现抗药性、有某些颜色反应,运载体应具有什么特点,DNA探针法检测目的基因是否导入,2、如何检测目的基因的表达,检测目的基因控制的性状：,如何检测抗虫基因已在棉花细胞表达？,用害虫食用棉花叶片,DNA探针法检测目的基因转录产生的mRNA,.,一、植物基因工程硕果累累,转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.,.,基因工

6、程在农业上的应用：,1）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“转基因高赖氨酸玉米”植株。 2）抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,.,1.抗虫转基因植物,.,2.其他抗逆转基因植物,.,转鱼抗寒蛋白基因的番茄,.,4.利用转基因改良植物的品质,.,不会引起过敏的转基因大豆,.,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。,基因工程在畜牧养殖业上的应用主

7、要是什么？,将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。,.,用于提高动物生长速度,.,用于改善畜产品的品质,如转基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变,乳汁中含有人生长激素的转基因牛 (阿根廷),.,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？,药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。,传统生产方法的缺点,由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。,可利用什么方法来解决上述问题？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,.,基因工程胰岛素,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛

8、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！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!,.,基因工程干扰素,干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。,基因工程人干扰素-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿

9、瘤生物治疗的主要药物。,.,基因工程与环境污染治理,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。,.,1、有些转基因食物含的一些物质，可能会影响人体健康。 2、大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种进行杂交，产生一些超级生物，从而造成基因污染。 3、如有些作物插入抗虫基因，杀死环境中有益的生物。,基因工程的弊端,.,转基因动物的乳腺。,就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？,是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。,什么叫转基因动物？,.,治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。 现可利用基因工程方法，将人的生长激素