基因工程的原理和操作

1、水母第1页/共21页一、基因工程的原理一、基因工程的原理基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果原理原理意义意义基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达定向地改造生物的遗传性状基因重组可按照人们意愿定向改变生物性状，培育新品种；克服远缘杂交不亲和的生殖障碍。第2页/共21页二、基因工程操作的工具二、基因工程操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶）例如：EcoRI I限制酶第3页/共

2、21页第4页/共21页重播第5页/共21页黏性末端黏性末端第6页/共21页二、基因操作的工具二、基因操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶）作用特点：作用特点：作用部位：作用部位：结果：结果：分布：分布：专一性（特异性）产生带有黏性末端或平末端的DNA片段磷酸二酯键原核生物第7页/共21页、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶作用：形成磷酸二酯键，将两个末端连接起来，作用：形成磷酸二酯键，将两个末端连接起来，使之成为一个完整的使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。种类：种类：T T4 4DNADNA连接酶（黏性末端或平末端）

3、连接酶（黏性末端或平末端） E.coliDNA E.coliDNA连接酶（黏性末端）连接酶（黏性末端）第8页/共21页DNA连接酶连接G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割第9页/共21页DNADNA聚合酶和聚合酶和DNADNA连接酶的比较连接酶的比较DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶不同点不同点相同点相同点连接连接DNADNA片段片段将游离的脱氧核苷将游离的脱氧

4、核苷酸连接到酸连接到DNADNA片段上片段上连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键和脱氧核糖，形成磷酸二酯键第10页/共21页3 3、基因的运载体、基因的运载体常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒1.能在宿主细胞中稳定保存并能在宿主细胞中稳定保存并大量复制。2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。3. 具有某些标记基因，便于进行筛选。具有某些标记基因，便于进行筛选。第11页/共21页第12页/共21页三、基因工程的操作步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合 用同一种限制酶切割质粒与目的基因3、将目的基因

5、导入受体细胞（不进行碱基互补配对） 动物细胞：一般选用受精卵 植物细胞：受精卵或体细胞 微生物细胞：繁殖快、产物多4、目的基因的检测与鉴定 根据标记基因判断目的基因是否导入， 受体细胞表现出特定性状，说明基因完成了表达第13页/共21页要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是( )( ) 限制酶限制酶DNADNA连接酶解旋酶还原酶连接酶解旋酶还原酶 2.2.基因工程的正确操作步骤是（）基因工程的正确操作步骤是（） 使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞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

6、检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因提取目的基因 第14页/共21页1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护四、基因工程的应用 第15页/共21页五、转基因生物和转基因食品的安全性优点：减少农药使用，减少环境污染；解决粮食短缺问题；节省生产成本；增加食物营养价值；增加食物种类缺点：可能产生新的毒素或新的过敏原；可能产生抗除草剂的杂草；可能会损害农作物的多样性；可能干扰生态系统的稳定性；可能使疾病散播跨越物种障碍。第16页/共21页1 1、基因工程的原理、基因工程的原理 2 2、基因工程

7、的工具、基因工程的工具3 3、基因工程的操作过程、基因工程的操作过程4 4、基因工程的应用、基因工程的应用第17页/共21页一、基因工程的原理一、基因工程的原理基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果原理原理意义意义基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达定向地改造生物的遗传性状基因重组可按照人们意愿定向改变生物性状，培育新品种；克服远缘杂交不亲和的生殖障碍。第18页/共21页二、基因工程操作的工具二、基因工程操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶）例如：EcoRI I限制