一轮课件：第23讲从杂交育种到基因工程

1、第第23讲讲从杂交从杂交育种到育种到基因工基因工程程考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤网络构建网络构建考点一考点一 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用考点一考点一 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 基因基因 重组重组 杂交杂交 简单简单 长长 基因基因 突变突变 辐射诱变辐射诱变 突变突变率率少少 大量大量 自交自交 选种选种 自交自交 考点一考点一 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 种子或种子或 幼苗幼苗 简单简单 较短较短 染色染色 体变体变 异异 秋水秋水 仙素仙素 育育 种年限种年限 基因基因 重组重组 定向定向 考

2、点一考点一 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 单倍体育种单倍体育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 基因工程基因工程考点一考点一 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 易易 错错 警警 示示操作水平：操作水平： 水平。水平。原理：原理： 。优点：克服优点：克服 的障碍，定向改造生物的的障碍，定向改造生物的 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤基因拼接技术基因拼接技术 加以加以 修饰改造修饰改造 定向地定向地 DNA基因重组基因重组考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤2.基因的基因的

3、“针线针线”DNA连接酶连接酶(1)种类：按来源可分为种类：按来源可分为Ecoli DNA连接酶和连接酶和 。(2)作用：将双链作用：将双链DNA片段片段“缝合缝合”起来，恢复被限制酶起来，恢复被限制酶 切开的两个核苷酸之间的切开的两个核苷酸之间的 。3.基因的基因的“运输工具运输工具”运载体（质粒、运载体（质粒、噬菌体的衍生物、噬菌体的衍生物、动植物病毒等）动植物病毒等）质粒本质：小型环状质粒本质：小型环状DNA分子。分子。质粒作用。质粒作用。a.作为运载工具作为运载工具,将目的基因运送到受体细胞中去。将目的基因运送到受体细胞中去。b.在受体细胞内对目的基因进行大量复制。在受体细胞内对目的基

4、因进行大量复制。 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤条件条件a.a.能在受体细胞内稳定保存并大量复制。能在受体细胞内稳定保存并大量复制。b.b.有多个限制酶切点有多个限制酶切点, ,供外源基因插入。供外源基因插入。c.c.有标记基因有标记基因, ,供重组供重组DNADNA的鉴定和选择。的鉴定和选择。d.d.对受体细胞无害对受体细胞无害考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤一、一、PCR反应反应/ /多聚酶链式反应多聚酶链式反应 1. 原理：原理：DNA 原理

5、和原理和DNA 原原理理,即：即： 解旋解旋降温降温双链复制的双链复制的热变性热变性高温高温考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤2 2. 过程：过程：(1)变性：当温度上升到变性：当温度上升到90- 95时时,双链双链DNA解旋为单解旋为单链。链。(2)复性：温度下降到复性：温度下降到55- 60左右左右,两种引物通过碱基两种引物通过碱基互补配对与两条单链互补配对与两条单链DNA结合。结合。变性变性复性复性延伸延伸考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤(3)(3)延伸：温度上升到延伸：温度上升到70-75 70-75 左右左右,

6、 ,溶液中的四种脱氧核溶液中的四种脱氧核苷酸苷酸(A(A、T T、C C、G)G)在在热稳定热稳定DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqTaq酶）酶）的作用下的作用下, ,根根据碱基互补配对原则合成新的据碱基互补配对原则合成新的DNADNA链。链。3.3.特点：特点：_能特异地复制处于能特异地复制处于_之间的之间的DNADNA序列序列, ,使这段固定长度的序列呈使这段固定长度的序列呈_扩增。扩增。TaqTaq酶酶两个引物两个引物指数指数考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤4.4.细胞内细胞内DNADNA复制与复制与PCRPCR技术的比较：技术的比较：项目项目DNA

7、DNA复制复制PCRPCR扩增扩增不不同同点点场所场所细胞内细胞内细胞外细胞外能量能量ATPATP提供能量提供能量不需不需ATPATP提供能量提供能量酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶TaqTaq酶酶/ /热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶特点特点边解旋边复制边解旋边复制, ,半保留复制半保留复制完全解旋完全解旋考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤项目项目DNADNA复制复制PCRPCR扩增扩增不不同同点点循环循环次数次数受生物体自身控制受生物体自身控制3030多次多次缓冲液缓冲液不需要不需要需要人为控制需要人为控制设备设备无无PCRPCR扩增仪扩

8、增仪/ /严格控制温度严格控制温度变化的温控设备变化的温控设备相相同同点点原料原料四种脱氧核苷酸（四种脱氧核苷酸（PCRPCR用脱氧核苷三磷酸）用脱氧核苷三磷酸）模板模板DNADNA引物引物都需要与模板相结合的引物都需要与模板相结合的引物考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤最核心、最关键最核心、最关键a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代b、使目的基因能表达和发挥作用、使目的基因能表达和发挥作用生物种类生物种类植物植物动物动物微生物微生物受

9、体细胞受体细胞 体细胞或体细胞或受精卵受精卵受精卵受精卵原核细胞原核细胞目的基因目的基因的检测和的检测和鉴定鉴定（4）考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤育种育种 药物药物 提高生长速度提高生长速度改善畜产品的品质改善畜产品的品质乳腺生物反应器乳腺生物反应器：药用蛋白基因药用蛋白基因+ +乳腺蛋白基因的启乳腺蛋白基因的启动子等调控组件，导入受精卵，培育出转基因动物，泌乳含动子等调控组件，导入受精卵，培育出转基因动物，泌乳含有药用蛋白有药用蛋白作器官移植的供体作器官移植的供体考点二考点二 基因

10、工程的操作与应用基因工程的操作与应用 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤严格控制严格控制 大范围推广大范围推广 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作与应用基因工程的操作与应用 6.6.植物基因工程：受体细胞一般是体细胞。原因是植物体植物基因工程：受体细胞一般是体细胞。原因是植物体细胞具有全能性细胞具有全能性, ,导入重组导入重组DNADNA的植物体细胞经过植物组织的植物体细胞经过植物组织培养能形成个体。培养能形成个体。动物基因工程：受体细胞是受精卵。原因是分化的动物体动物基因工程：受体细胞是受精卵

11、。原因是分化的动物体细胞全能性受到限制细胞全能性受到限制, ,动物体细胞经过细胞培养不能形成个动物体细胞经过细胞培养不能形成个体。体。原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。传物质相对较少。 技法提炼技法提炼与与DNADNA有关的酶的比较有关的酶的比较考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤A D 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤D 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤537 bp、790 bp、661 bp 平BamH 抗生素B 4同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D D与质粒反向连接与质粒反向连接 考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤考点二考点二 基因工程的操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤限制性核酸内切限制性核酸内切( (或限制或限制) ) 启动子启动子 胰蛋白 RNA RAS蛋白考点二考点