基因工程（一轮复习）ppt课件

1、一、基因工程的概念,基因工程：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上设计和施工的，因此又叫DNA重组技术,对基因工程的概念理解 1.供体：提供_ 2.操作环境：_ 3.操作水平：_ 4.原理：_ 5.受体：表达目的基因 6.本质：性状在_体内表达 7.优点：克服_障碍，定向改造生物_,目的基因,体处,分子水平,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,性状,一、基因工程的基本工具,1）来源：主要从_生物中分离纯化出来。 （2）作用：识别特定的_并切开相应两个核苷酸之 间的

2、_。 （3）结果：产生_或平末端,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,1.限制性核酸内切酶（简称：限制酶,2.DNA连接酶 （1）种类：按来源可分为EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 （2）作用：在两个核苷酸之间形成_以连接_,磷酸二酯键,两段DNA片段,G A A T T C,限制酶切割分子示意图,C T T A A G,思考,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端,两个切口，四个黏性末端,一、基因工程的基本工具,作用： 具备的条件 种类,将外源基因送入受体细胞,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,质粒、噬菌体和动

3、植物病毒,使用运载体的目的,用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去,一、基因工程的基本工具,基因的运输工具运载体,质粒的特点,1、质粒是基因工程中最常用的运载体； 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 3、细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 4、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 5、质粒的存在对宿主细胞无影响； 6、质粒的复制只能在宿主细胞内完成,质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理,思考,一、基因工程的基本工具,1、提取目的基因,取出DNA,用限制酶切断DNA,目前被较广泛提取使用的目的基

4、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,1)目的基因的概念：人们需要的特定基因,三、基因工程的基本操作程序,2）提取目的基因的途径,提取目的基因的途径,人工合成基因（真核细胞,反转录法,根据已知氨基酸 序列合成DNA,从供体细胞的DNA 中直接分离基因,方法：鸟枪法,三、基因工程的基本操作程序,2、目的基因与运载体结合,三、基因工程的基本操作程序,1）由图可知载体的组成：_、启动子、终止子、_ _。 （2）构建目的： 使_在_中稳定存在，并且可以遗传给下一代； 使_能够表达和发挥作用,目的基因,标记,基因,目的基因,目的基因,受体细胞,

5、载体(质粒,同一种限制酶切割,带有黏性 末端切口,带有相同黏性末端 的目的基因片段,重组DNA(环状重组质粒,DNA连接酶,DNA分子(含目的基因,2、目的基因与运载体结合,3、将目的基因导入受体细胞,将目的基因导入受体细胞,将受体细胞进行扩增,三、基因工程的基本操作程序,1）转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持_的过程。 （2）常用方法 ： 导入植物细胞:_、基因枪法、花粉管通 道法 导入动物细胞:_ 导入微生物细胞:感受态细胞法（或Ca2+处理法,稳定和表达,农杆菌转化法,显微注射技术,农杆菌转化法,显微注射技术,感受态细胞法,体细胞,受精卵,原核细胞,将目的基因插入到Ti质

6、粒的T-DNA上农杆菌导入植物细胞整合 到受体细胞的DNA上表达,将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注 射受精卵发育获得具有新性状的动物,Ca2+ 处理细 胞感受态细 胞重组表达 载体DNA分子 与感受态细 胞混合感 受态细胞吸 收DNA分子,4、目的基因的检测与表达,三、基因工程的基本操作程序,1）_目的基因的有无 （2）分子杂交技术_ （3）_目的基因是否翻译 （4）生物性状的表达与否目的基因是否表达（个体水平） 注：启动子、终止子与起始密码子、终止密码子不同：启动子、终止子在DNA 上,在遗传信息转录时起调控作用；而起始密码子、终止密码子在mRNA上,在翻译时起作用,决定翻译

7、的开始和结束,分 子 水 平,DNA分子杂交技术,目的基因是否转录,抗原抗体杂交,三、基因工程的基本操作程序,基因操作 的工具,限制性内切酶,DNA连接酶,运载体,目的基因与运载体结合,目的基因的检测和表达,将目的基因导入受体细胞,目的基因的提取,利用生物工程获得胰岛素,四、基因工程的应用,1.转基因植物,杀虫的基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉 酶抑制剂基因、植物凝集素基因等,抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因; 抗真菌基因:几丁质酶基因和抗毒素合成基因,抗盐碱和抗干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗 除草剂基因,转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30% 转基

8、因延熟番茄储存时间可延长12个月 转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异,2.转基因动物,如转外源生长激素基因绵羊和转外源生长激素基因鲤鱼生长 速率快、体型大,如将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的 乳汁中,乳糖的含量大大减低,而其他营养成分不受影响,目前,已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血 酶、血清白蛋白、生长激素和-抗胰蛋白酶等重要药品,科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造,抑制抗 原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结合克隆技 术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官,3.基因工程药物 （1）来源：转基因的_。 （2）成果：_、抗体、_、激素等。 （3）作用：预防和治疗_、心血管疾病、_、 各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。 4.基因治疗 （1）方法：把_导入病人体内，使该基因的表达产物 发挥功能。 （2）效果：治疗_的最有效的手段。 （3）分类：_基因治疗和_基因治疗,工程菌,细胞因子,人类肿瘤,遗传病,正常基因,遗传病,体内,体外,疫苗,动物基因的结构与人类基 因的结构基本相同,细菌或酵母菌等生物基因 的结构与人类基因的结构 有较大差异,合成的药物蛋白与天然蛋 白质相同,细菌细胞内没有内质网、 高尔基体等细胞器,产生 的药物蛋白可能没有