《基因工程简介》课件

基因工程简介一.基因工程的基本内容（一）基因工程概念（基因拼接技术或DNA重组技术）1.概念：2.基本过程：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，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基因产物。目的技术水平剪切→拼接→导入→表达基因工程简介一.基因工程的基本内容（一）基因工程概念（基因拼1（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性内切酶一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列G

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GGCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端问题1.①该限制酶识别的核苷酸序列为：②该限制酶识别的切点是：③该限制酶剪切的化学键是：GAATTCGA磷酸二酯键限制性内切酶限制性内切酶（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性内切酶一种酶识2（2）基因的针线——DNA连接酶使两条DNA黏性末端连接起来GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGDNA连接酶问题2.DNA连接酶连接的对象是：磷酸二酯键GCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端（2）基因的针线——DNA连接酶使两条DNA黏性末端连接起来3大肠杆菌细胞（3）基因的运输工具——运载体①作用：②运载体具备的条件：③常用的运载体：质粒抗生素抗性基因大型环状DNA将目的基因送入受体细胞。Ⅰ.能在宿主细胞中复制并稳定地保存。Ⅱ.具有多个酶切点以便与外源基因连接。Ⅲ.具有某些标记基因，便于进行筛选。质粒、噬菌体和动植物病毒控制质粒DNA转移的基因大肠杆菌细胞（3）基因的运输工具——运载体①作用：质粒抗生素4（三）基因操作的基本步骤1.提取目的基因（1）主要途径：①直接分离基因工－－“鸟枪法”供体细胞中DNA导入受体细胞扩增含目的基因的受体细胞分离目的基因限制内切酶若干个DNA片段运载体整合寻找优点：缺点：操作简便工作量大、具盲目性说明：因为真核基因含有内含子，一般不用此法。（三）基因操作的基本步骤1.提取目的基因（1）主要途径：①直5（2）人工合成基因①mRNA单链DNA目的基因双链DNA蛋白质中氨基酸排序mRNA单链DNA目的基因双链DNA②逆转录推导逆转录说明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也可用于原核目的基因提取问题3.合成的基因相当于真核基因中的什么？编码区的外显子中碱基序列（2）人工合成基因①mRNA单链DNA目的基因双链DNA蛋白62.目的基因与运载体结合带目的基因的DNA质粒与目的基因黏性末端相同带目的基因的重组质粒DNA连接酶质粒相同限制酶切割DVA重组2.目的基因与运载体结合带目的基因的DNA质粒与目的基因黏性73.将目的基因导入受体细胞（1）常用的受体细胞（2）常用的方法细菌（大肠杆菌、枯草杆菌）、真菌（酵母菌）和动植物细胞等①显微注射②用质粒、细菌或病毒侵染（需先用CaCl2处理细胞壁）增加细胞壁的透性与细胞膜无关问题.为何常用微生物为受体细胞？繁殖速度快，在很短时间内能够获得大量的目的基因从而得到更多的目的基因的产物。3.将目的基因导入受体细胞（1）常用的受体细胞（2）常用的方84.目的基因的检测和表达（1）目的基因检测？（2）目的基因表达？看标记基因是否表达（如抗药性基因是否表达即看有无抗药性）检测受体细胞是否获得目的基因。看目的基因是否表达出相应性状（如棉花有否抗虫性即害虫吃了能否存活）。问题4.在受体细胞中检测到目的基因能说明转基因成功吗？不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因表达。4.目的基因的检测和表达（1）目的基因检测？（2）目的基因表9基因工程的成果与发展前景一.基因工程与医药卫生1.生产基因工程药品（1）传统的某些药品（如动物激素）生产：控制某种物质合成基因转基因工程菌基因工程药品基因表达产物基因工程发酵分离提取从动物组织中提取，生产量小，价格昂贵。发酵罐（2）基因工程方法生产药品的方法：基因工程的成果与发展前景一.基因工程与医药卫生1.生产基因工10（3）基因工程生产的药品重组人生长激素重组人白细胞介素重组人干扰素重组人胰岛素再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾等）（3）基因工程生产的药品重组人生长激素重组人白细胞介素重组112.用于基因诊断与基因治疗（1）基因诊断：①概念：

②实例：（2）基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，来代替缺陷基因表达达到治疗疾病的目的。是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上遗传信息，达到检测疾病的目的。苯丙氨酸羟化酶基因探针－－苯丙酮尿症Β－珠蛋白的DNA探针－－镰刀状细胞贫血病治疗隐性遗传病请区分DNA重组2.用于基因诊断与基因治疗（1）基因诊断：（2）基因治疗：把12二.基因工程与农牧业、食品工业1.基因工程与农业（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。（2）用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作用新品种。我国培育的抗青枯病马铃薯在大棚中繁殖2.基因工程与畜牧养殖业科学家已将某些特定基因与病毒DNA构成重组DNA，然后通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中，从而培育出可以获得人们所需要的各种优良品质的品种。二.基因工程与农牧业、食品工业1.基因工程与农业（1）通过基13显微注射技术超级鼠3.基因工程与食品工业为人类开辟新的食品来源，如利用细菌生产人类所需要的卵清蛋白等三.基因工程环境保护1、基因工程方法可以用环境监测。如用DNA探针检测水中病毒的含量。2、基因工程可以用于被污染环境的净化。如培养出分解石油多种成分的“超级细菌”，培养出能分解环境中有害物质的细菌等。显微注射技术超级鼠3.基因工程与食品工业为人类开辟新的食品来14《基因工程简介》课件15基因工程简介一.基因工程的基本内容（一）基因工程概念（基因拼接技术或DNA重组技术）1.概念：2.基本过程：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，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基因产物。目的技术水平剪切→拼接→导入→表达基因工程简介一.基因工程的基本内容（一）基因工程概念（基因拼16（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性内切酶一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列G

AATTCCTTAA

GGCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端问题1.①该限制酶识别的核苷酸序列为：②该限制酶识别的切点是：③该限制酶剪切的化学键是：GAATTCGA磷酸二酯键限制性内切酶限制性内切酶（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性内切酶一种酶识17（2）基因的针线——DNA连接酶使两条DNA黏性末端连接起来GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGDNA连接酶问题2.DNA连接酶连接的对象是：磷酸二酯键GCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端（2）基因的针线——DNA连接酶使两条DNA黏性末端连接起来18大肠杆菌细胞（3）基因的运输工具——运载体①作用：②运载体具备的条件：③常用的运载体：质粒抗生素抗性基因大型环状DNA将目的基因送入受体细胞。Ⅰ.能在宿主细胞中复制并稳定地保存。Ⅱ.具有多个酶切点以便与外源基因连接。Ⅲ.具有某些标记基因，便于进行筛选。质粒、噬菌体和动植物病毒控制质粒DNA转移的基因大肠杆菌细胞（3）基因的运输工具——运载体①作用：质粒抗生素19（三）基因操作的基本步骤1.提取目的基因（1）主要途径：①直接分离基因工－－“鸟枪法”供体细胞中DNA导入受体细胞扩增含目的基因的受体细胞分离目的基因限制内切酶若干个DNA片段运载体整合寻找优点：缺点：操作简便工作量大、具盲目性说明：因为真核基因含有内含子，一般不用此法。（三）基因操作的基本步骤1.提取目的基因（1）主要途径：①直20（2）人工合成基因①mRNA单链DNA目的基因双链DNA蛋白质中氨基酸排序mRNA单链DNA目的基因双链DNA②逆转录推导逆转录说明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也可用于原核目的基因提取问题3.合成的基因相当于真核基因中的什么？编码区的外显子中碱基序列（2）人工合成基因①mRNA单链DNA目的基因双链DNA蛋白212.目的基因与运载体结合带目的基因的DNA质粒与目的基因黏性末端相同带目的基因的重组质粒DNA连接酶质粒相同限制酶切割DVA重组2.目的基因与运载体结合带目的基因的DNA质粒与目的基因黏性223.将目的基因导入受体细胞（1）常用的受体细胞（2）常用的方法细菌（大肠杆菌、枯草杆菌）、真菌（酵母菌）和动植物细胞等①显微注射②用质粒、细菌或病毒侵染（需先用CaCl2处理细胞壁）增加细胞壁的透性与细胞膜无关问题.为何常用微生物为受体细胞？繁殖速度快，在很短时间内能够获得大量的目的基因从而得到更多的目的基因的产物。3.将目的基因导入受体细胞（1）常用的受体细胞（2）常用的方234.目的基因的检测和表达（1）目的基因检测？（2）目的基因表达？看标记基因是否表达（如抗药性基因是否表达即看有无抗药性）检测受体细胞是否获得目的基因。看目的基因是否表达出相应性状（如棉花有否抗虫性即害虫吃了能否存活）。问题4.在受体细胞中检测到目的基因能说明转基因成功吗？不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因表达。4.目的基因的检测和表达（1）目的基因检测？（2）目的基因表24基因工程的成果与发展前景一.基因工程与医药卫生1.生产基因工程药品（1）传统的某些药品（如动物激素）生产：控制某种物质合成基因转基因工程菌基因工程药品基因表达产物基因工程发酵分离提取从动物组织中提取，生产量小，价格昂贵。发酵罐（2）基因工程方法生产药品的方法：基因工程的成果与发展前景一.基因工程与医药卫生1.生产基因工25（3）基因工程生产的药品重组人生长激素重组人白细胞介素重组人干扰素重组人胰岛素再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾等）（3）基因工程生产的药品重组人生长激素重组人白细胞介素重组262.用于基因诊断与基因治疗（1）基因诊断：①概念：

②实例：（2）基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，来代替缺陷基因表达达到治疗疾病的目的。是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上遗传信息，达到检测疾病的目的。苯丙氨酸羟化酶基因探针－－苯丙酮尿症Β－珠蛋白的DNA探针－－镰刀状细胞贫血病治疗隐性遗传病请区分DNA重组2.用于基因诊断与基因治疗（1）基因诊断：（2）基因治疗：把27二.基因工程与农牧业、食品工业1.基因工程与农业（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。（2）用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作用新品种。我国培育的抗青枯病马铃薯在大棚中繁殖2.基因工程与畜牧养殖业科学家已将某些特定基因与病毒DNA构成重组DNA，然后通过感染或显微注射技术将重组DNA转移