基因工程及其应用

基因工程及其应用第1页，课件共51页，创作于2023年2月能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的第2页，课件共51页，创作于2023年2月转鱼抗寒基因的番茄转基因鲑鱼同时具有高产、稳产和抗逆性等优良品质的农作物新品种.抗虫害的玉米第3页，课件共51页，创作于2023年2月问题探讨讨论：1、为什么把人的胰岛素基因转入到细菌中能表达产生胰岛素？2、你猜猜怎样才能把人胰岛素基因转入到大肠杆菌中去？转入人胰岛素基因的大肠杆菌所有的生物共用一套遗传密码。第4页，课件共51页，创作于2023年2月基因工程：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。一、基因工程目的基因供体细胞受体细胞获得新性状（人的细胞）（大肠杆菌）第5页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA基因A人胰岛素基因基因BTGCTCTGGTGAATTCGACGAATGCACACTTAAGCGCTTAAGC人的胰岛素基因怎样提取？第6页，课件共51页，创作于2023年2月一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶（限制酶）G

AA

TTCCTT

AA

G

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。如:EcoRI限制酶大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列，并在G和A之间切开）。

第7页，课件共51页，创作于2023年2月一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶CTT

AAGG

AA

TTCCTT

AA

G

AA

TTCG黏性末端产生黏性未端（碱基互补配对）。

特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。黏性末端1、作用特点：

2、结果：第8页，课件共51页，创作于2023年2月

如果几个DNA分之被同一种限制酶切断的是否具有相同的黏性末端？思考:是第9页，课件共51页，创作于2023年2月GAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACATCTATC尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGTAGATAGCTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？第10页，课件共51页，创作于2023年2月CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？

会产生相同的黏性末端，末端可以相互黏合，这种黏合只能使互补的碱基连接起来。脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架缺口并未缝合？第11页，课件共51页，创作于2023年2月２、基因的针线──DNA连接酶

DNA连接酶的作用是：脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架缺口缝合。这样得到的DNA分子是一个重组DNA分子！DNA连接酶DNA连接酶第12页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNAA2、要得到人胰岛素基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？TGCTCTGGTGAATTCGACGAATGCTACACTTAAGCGCTTAAGC要切两个切口，产生四个黏性末端。第13页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA3、如何将目的基因导入受体细胞？这需要专门的运输工具，这就是运载体！第14页，课件共51页，创作于2023年2月你知道哪些可以当作运载体吗？常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。你知道质粒存在于哪些生物中吗？细菌、以及酵母菌等生物中第15页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA质粒是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。ATCATGAGTCACTAGT标记基因如何将目的基因和运载体结合？首先将运载体取出。第16页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNAATCATGAGTCACTAGT1、用什么限制酶切？2、为什么要用同一种限制酶切？将运载体取出切出相同的黏性末端，刚好能碱基互补配对。用同种限制酶切。第17页，课件共51页，创作于2023年2月这样得到的DNA分子称为

。人胰岛素基因DNA连接酶（重组质粒）重组DNA分子把目的基因插入运载体需要什么工具酶？连接什么部位？DNA连接酶连接脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。第18页，课件共51页，创作于2023年2月抗生素抗性基因人胰岛素基因将重组DNA导入受体细胞4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状，来判断目的基因是否导入。用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒第19页，课件共51页，创作于2023年2月5、如果导入了目的基因，目的基因一定会表达吗？不一定。第20页，课件共51页，创作于2023年2月基因工程的基本操作步骤：四步曲：1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达第21页，课件共51页，创作于2023年2月基因工程基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果原理基因重组第22页，课件共51页，创作于2023年2月①基因工程的概念是什麽？②基因操作的工具酶有几种？分别是什麽？③基因的剪刀是什麽？结果？④基因的针线是什麽？⑤基因的运输工具是什麽？⑥最常用的运载体是什麽？⑦质粒的结构是什麽？复习第23页，课件共51页，创作于2023年2月我国生产的部分基因

工程疫苗和药物1、基因工程与药物研制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。二、基因工程的应用第24页，课件共51页，创作于2023年2月胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!第25页，课件共51页，创作于2023年2月从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—4mg干扰素人造血液及其生产第26页，课件共51页，创作于2023年2月转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄2、基因工程与作物育种第27页，课件共51页，创作于2023年2月3、转基因生物和转基因食品的安全性

1993年12月24日，中华人民共和国国家科学技术委员会颁布了《基因工程安全管理办法》，由总则、安全等级和安全性评价、申报和审批、安全控制措施、法律责任和附则共六章组成。

1997年7月，中华人民共和国农业部颁布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。1998年，农业部农业生物基因工程安全管理办公室和农业部生物基因工程安全委员会共对2批68项申请进行了评审，同意商品化申请2项、同意环境释放10项，同意和认可中间试验39项，暂不同意或不认可16项。第28页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA质粒是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。ATCATGAGTCACTAGT第29页，课件共51页，创作于2023年2月人胰岛素基因DNA连接酶重组DNA分子第30页，课件共51页，创作于2023年2月抗生素抗性基因人胰岛素基因将重组DNA导入受体细胞4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状，来判断目的基因是否导入。第31页，课件共51页，创作于2023年2月5、如果导入了目的基因，目的基因会表达吗？目的基因表达，产生胰岛素。第32页，课件共51页，创作于2023年2月1、杂交育种是否能在两个不同的物种间（如水稻和棉花）进行？2、有没有哪种生物技术能有效地打破物种的界限，把一种生物的基因导入另一种生物中，定向地改造生物的遗传性状？不能，只能在同种生物内进行。基因工程第33页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA基因A人胰岛素基因基因BTGCTCTGGTGAATTCGACGAATGCACACTTAAGCGCTTAAGC1、人的胰岛素基因怎样提取？限制酶主要存在于微生物中。第34页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNAA2、要得到人胰岛素基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？TGCTCTGGTGAATTCGACGAATGCTACACTTAAGCGCTTAAGC要切两个切口，产生四个黏性末端。第35页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA3、如何将目的基因导入受体细胞？这需要专门的运输工具，这就是运载体！第36页，课件共51页，创作于2023年2月你知道哪些可以当作运载体吗？常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。你知道质粒存在于哪些生物中吗？细菌、以及酵母菌等生物中第37页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNA质粒是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。ATCATGAGTCACTAGT标记基因如何将目的基因和运载体结合？首先将运载体取出。第38页，课件共51页，创作于2023年2月人的细胞DNAATCATGAGTCACTAGT1、用什么限制酶切？2、为什么要用同一种限制酶切？将运载体取出切出相同的黏性末端，刚好能碱基互补配对。用同种限制酶切。第39页，课件共51页，创作于2023年2月这样得到的DNA分子称为

。人胰岛素基因DNA连接酶（重组质粒）重组DNA分子把目的基因插入运载体需要什么工具酶？连接什么部位？DNA连接酶连接脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。第40页，课件共51页，创作于2023年2月抗生素抗性基因人胰岛素基因将重组DNA导入受体细胞4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状，来判断目的基因是否导入。用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒第41页，课件共51页，创作于2023年2月5、如果导入了目的基因，目的基因一定会表达吗？不一定。第42页，课件共51页，创作于2023年2月在上述基因工程中，你能说出基因工程的步骤吗？第43页，课件共51页，创作于2023年2月基因工程的基本操作步骤：四步曲：1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达第44页，课件共51页，创作于2023年2月基因工程基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果原理基因重组第45页，课件共51页，创作于2023年2月①基因工程的概念是什麽？②基因操作的工具酶有几种？分别是什麽？③基因的剪刀是什麽？结果？④基因的针线是什麽？⑤基因的运输工具是什麽？⑥最常用的运载体是什麽？⑦质粒的结构是什麽？复习第46页，课件共51页，创作于2023年2月我国生产的部分基因

工程疫苗和药物1、基因工程与药物研制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