基因工程及其应用上课

1、基因工程及其应用上课第一页，共四十三页。会发光的转基因鱼第二页，共四十三页。基因工程第三页，共四十三页。 基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原 理：操作水平：特 点：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状。打破了物种界限。一、基因工程的概念第四页，共四十三页。实例：培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)第五页，共四十三页。二、基因操作的工具基因的“剪刀

2、” 限制性核酸内切酶基因的“针线” DNA连接酶基因的运载工具 运载体第六页，共四十三页。1.基因的“剪刀”限制酶一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上切割DNA分子。特点：专一性（特异性）微生物来源:“ ”第七页，共四十三页。 大肠杆菌(EcoRI )的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在 G 和 A 之间切开。限制酶作用部位：磷酸二酯键第八页，共四十三页。磷酸二酯键第九页，共四十三页。 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？第十页，共

3、四十三页。尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA ACGTGCTTAAAATTCCCATT GGGTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第十一页，共四十三页。DNA连接酶CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA连接酶思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？ 2、基因的针线 DNA连接酶可把脱氧核糖和磷酸交

4、替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来（形成磷酸二酯键），这样一个重组的DNA分子就形成了。第十二页，共四十三页。3、基因的运载体目的基因常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等 作为运载工具（分子运输车 ），将外源基因转移到受体细胞中去。运载体必须具备的条件： 能够在受体细胞中复制并稳定保存； 具有多个限制酶切点，以便与目的基因连接； 具有某些标记基因，便于进行筛选。第十三页，共四十三页。质粒是存在于细菌及酵母菌细胞质中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。第十四页，共四十三页。三、基因工程基本步骤第一步：获取目的基因第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受

5、体细胞第四步: 目的基因的检测与鉴定第十五页，共四十三页。第十六页，共四十三页。第十七页，共四十三页。第四步：目的基因的检测和鉴定检测：分子水平上检测目的基因是否导入、是否表达。鉴定：从个体水平上鉴定是否表现出特定的性状。第十八页，共四十三页。一、基因工程与作物育种四、基因工程的应用 抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。 获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，以及具有抗逆性的作物新品种等。第十九页，共四十三页。转鱼抗寒基因的番茄第二十页，共四十三页。转基

6、因驱蚊草第二十一页，共四十三页。发荧光的烟草第二十二页，共四十三页。蓝色妖姬第二十三页，共四十三页。基因工程在畜牧业的应用 将人的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。 第二十四页，共四十三页。水母第二十五页，共四十三页。2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。第二十六页，共四十三页。3、基因工程与环

7、境保护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。第二十七页，共四十三页。利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。环境监测第二十八页，共四十三页。？思维拓展:细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码第二十九页，共四十三页。转基因草莓 有玫瑰

8、花和柠檬的香味转基因西红柿安全吗？“金大米” 第三十页，共四十三页。谁能告诉我这是？第三十一页，共四十三页。谁能告诉我这是？第三十二页，共四十三页。谁能告诉我这是？第三十三页，共四十三页。谁能告诉我这是？第三十四页，共四十三页。1.基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定提取目的基因 C练一练第三十五页，共四十三页。2.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入 细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白

9、的序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中 C第三十六页，共四十三页。3.要使目的基因与运载体重组，所需的两种酶是( ) 限制酶 DNA连接酶 解旋酶 还原酶 A第三十七页，共四十三页。4、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） A、两种连接酶 B、两种限制酶 C、同种连接酶 D、同种限制酶D第三十八页，共四十三页。5、以下是两种不同的限制酶切割形成的DNA片段：（1）CTGCA G（2）G CTTAA（4） G ACGTC（3）AATTC G你能用DNA连接酶将它们连接起来吗？ 和 能连接； 和 能连接。(1)(4)(2 )(3 )第三十九页，共四十三页。

10、下列关于基因工程的叙述中,正确的是:A.限制酶只用于提取目的基因B.细菌体内的环状DNA均可作运载体C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成. 以下说法正确的是:A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达 CB第四十页，共四十三页。A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达. （2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是B第四十一页，共四十三页。切取牛的生长激素或人的生长激素基因,用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得了”超级鼠”,次项技术遵循的原理是A.基因突变 DNA RNA 蛋白质