第2节 基因工程及其运用.ppt

1、基因“嫁接”,一 基因工程的原理,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,定向改造生物性状,基因重组,（一）基因工程的概念,思考：要把人的胰岛素基因“嫁接”到细菌上，关键步骤是什么？,关键步骤一：怎样提取合成蚕丝蛋白的基因？ 关键步骤二：怎样将基因运输到细菌体内？ 关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？,基因的剪刀限制性内切酶,基因的针线DNA连接酶,基因的运载工具运载体,(DNA),（二）基因操作的工具,基因的剪刀限制性核酸内切酶 基因的针线DNA连接酶 基因的运载工具运载体,1、基因的剪刀限制性核酸内切酶（简称限制酶）,限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能

2、将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。,特点：,（1）只能识别一种特定的核苷酸序列,（2）只能在特定的位点上切割DNA分子,特异性(专一性),表：几种常用限制性内切酶及其酶切位点,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,例如：,限制酶,重播,黏性末端,切割位置：,磷酸与脱氧核糖间的化学键,练一练：使用EcoR切割的结果(识别GAATTC),CGAATTCTAACCGGAATTCGAGCTC GCTTAAGATTGGCCTTAAGCTCGAG,AATTCTAACCGG GATTGGCCTTAA,如果把两种来源

3、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，然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以得到重组的DNA分子了。,2、基因的针线DNA连接酶,黏性末端的黏合：,连接位置：,磷酸与脱氧核糖间的化学键,互补的碱基形成氢键连接,黏性末端的连接：,DNA连接酶连接缺口,3、基因的运载工具运载体：,常用的运载体主要有两类： 1）质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒,原理：,利用运载体侵染宿主细胞的能力，将目的基因导入宿主细胞。,（细菌、酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够进行自主复制的环状DNA分子。）,(1)容易进入宿主细胞能在宿主细胞中复制并稳定 保存；,(2)具有多种限制酶的切点，便于

4、与不同的目的基因连接；,(3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。,运载体的特点,1)提取目的基因 2)目的基因与运载体结合（基因表达载体的构建） 3)目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测和表达,（三）基因工程的步骤,植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 动物细胞：显微注射法 微生物细胞：感受态细胞法（Ca2+处理细胞）,目的基因是否插入 mRNA 蛋白质 个体,检测,DNA 分子杂交,DNA、RNA分子杂交,抗原抗体杂交,抗虫抗病接种实验,现象,是否出现杂交带,是否出现杂交带,是否出现杂交带,是否抗虫抗病,分子水平,个体水平,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,苏云金芽孢

5、杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA结合 导入,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗虫特性),植物组织培养,目的基因只有与运载体结合才能在受体细胞中稳定保存复制并表达,（四）基因工程的应用,1、基因工程与作物育种；,2、基因工程与药物研制；,3、基因工程与环境保护；,植物：,需配合“植物组织培养技术”。,动物：,以受精卵作为受体细胞。,由于微生物繁殖快，代谢旺盛，一般以细菌作为受体细胞。,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,全身散发绿色荧光的转基因鱼,乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,世界上第一只转基因蝴蝶,首只转基因猴降生,超凡嗅觉能力的转基

6、因鼠,临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产,1987年开始上市的干扰素,转基因食品看起来分外诱人,餐桌上的基因 转基因食品你敢吃吗？ 转基因食品ABC,安全吗？,基因重组,基因突变,染色体数目变异,染色体数目变异,杂交 自交,用物理或化学方法诱变,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,秋水仙素处理,简便，将不同个体的优良性状集中于一个个体上,提高变异频率，大幅度改良性状,有利变异少，需大量处理供试材料,明显缩短育种年限,技术复杂，需与杂交育种配合,各种器官大、营养成分高、抗性强,获得的新品种育性低，发育延迟,育种时间最长,育种技术比较,基因重组,提取结合导入表达,打破生殖隔离；,定向改造生物,技术复杂,1）以下说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来,C,练习