基因工程及其应用

1、豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮,禾本科植物依靠氮肥,？,能不能通过某种方法让禾本科植物也能固定空气中的氮呢？,？,能不能通过某种方法让细菌吐蛛丝呢？,蜘蛛丝韧性很好，却不能人工饲养！,能发光的水母,第二节 基因工程及其应用,一、基因工程的原理,基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。,供体生物细胞,提取基因,修饰改造,受体生物细胞,结果：定向的改造生物的遗传性状，获得人类希望的新品种。,遗传学原理：基因重组 基础：不同生物间的DNA具有相同的双螺旋结构,二、基因工程的工具,1、基因的“剪刀”,2、基因的“针线”,3、基因的运载体,1、基因的“剪刀” 限制性核酸内切酶（限制酶）,分布：主要

2、在微生物中。 特点：专一性和特异性。 即识别特定核苷酸序列，在特定的切点 切割DNA分子。,DNA分子结构特点：,EcoR I,黏性未端,限制性内切酶作用位点：磷酸二酯键！,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。,限制性内切酶作用结果：产生黏性未端。,G,C T T A A,A A T T C,G,EcoR I,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,形成黏性末端的目的：碱基互补配对。,G,C T T A A,A A T T C,G,DNA连接酶,DNA连接酶,2、基因的“针

3、线” DNA连接酶,连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末端连接起 来，使之成为一个完整的DNA分子。,连接酶作用的位点：磷酸二酯键。,DNA聚合酶和DNA连接酶的比较,不同点,相同点,DNA聚合酶,DNA连接酶,连接DNA片段,不需要模板,连接的是游离的脱氧核苷酸,需要模板,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,3、基因的运载体,供体生物细胞,提取基因,修饰改造,受体生物细胞,？,运载体应该具有什么特点呢?,运载体的特点：,1.能够在宿主细胞内复制并稳定保存； 2.具有多个限制酶切点以便与外源基因相连； 3.具有标记基因，便于进行筛选； 4.能进行转移（取出和导入）。,质粒,

4、噬菌体,动植物病毒,最常用,运载体的类型：,质粒,细菌细胞拟核之外的环形DNA分子，能借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞，不影响细胞正常生活。,质粒：,1、基因的“剪刀” 限制性核酸内切酶,2、基因的“针线” DNA连接酶,3、基因的运载体 、噬菌体、 动植物病毒等,质粒,？,如何利用这三种工具来完成基因的重组呢？,限制性内切酶,DNA连接酶,1. 提取目的基因及质粒,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,三、基因工程操作的基本步骤,质粒：,四、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,抗虫棉：将苏云金杆菌的抗虫基因转入棉花中,耐储存的番茄,抗除草剂的

5、玉米,转基因的紫番茄,2、基因工程在畜牧业的应用,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。 该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精卵中。,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”。,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),3、基因工程与药物研制,4、 基因工程与环境保护,超级细菌,讨论：转基因食品安全吗？,香 蕉 鱼,你见过吗?,谁能告诉我这是？,小 结,1、基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。,(1) 基因的“剪刀” 限制性核酸内切酶,(2) 基因的“针线” DNA连接酶,(3) 基因的运载体 质粒、噬菌体、动植物病毒等,2、基因工程的工具,3、基因工程的操作步骤 (提，(切)，接，导，筛),(1) 提取目的基因及质粒,(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,拓展延伸,一种限制性内切酶能识别DNA分子的GAATTC顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（ ） 高效性 专一性 多样性 催化活性易受外界影响,B,请用基因工程技术设计 将链霉菌中的抗除草剂基因转入玉米的基本步骤,从细胞中分离出DNA,限制酶截取DNA片断,分离大肠杆菌中的质粒, DNA重组,用重组质粒导入玉米,检测和培育转基因玉米,G,C