基因工程及其应用-1.ppt

注意： 所谓基因工程的“剪刀”、“针线”只是一种比喻，答题时应书写为限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶。 * 第2节、基因工程及其应用 能发光的水母 能否让热带鱼也能发光? 设想 不能发光的热带斑马鱼 能发荧光的热带斑马鱼 普通热带斑马鱼是不发荧光的 能产生人胰岛素的大肠杆菌 基因“嫁接” 一、基因工程(gene engineering) 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 操作环境 操作水平 结果 基因重组 生物体外 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 培育转基因大肠杆菌的简要过程： 你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？ 普通大肠杆菌 (不能分泌胰岛素) 人体组织细胞 提取 胰岛素基因 与运载体DNA拼接 导入 大肠杆菌(含胰岛素基因) 转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素) 1.ONE 胰岛素基因从人体细胞内提取出来 2.TWO 胰岛素基因与运载体DNA连接 3.THREE 胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞 基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体 培育转基因大肠杆菌的关键步骤： 1、 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶 二、基因操作的工具 特点:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。如:EcoRI只能识别GAATTC的序列 切割位点： 具有专一性（特异性） 这说明限制酶有什么特点？ 结果: 磷酸二酯键 产生黏性末端或平末端 重播 限制酶（EcoRⅠ）作用过程 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 　　把两个不同的DNA同一种限制酶切割，是否具有相同的黏性末端？ 　　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。 2.分子针线—DNA连接酶 限制酶：切割磷酸二酯键 DNA连接酶：形成磷酸二酯键 3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体： 质粒、噬菌体和动植物病毒等 标记基因，便于进行检测。 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.　 作为运载体必须具备哪些条件？ 1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3）具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。 1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子； 2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 质粒可作为运载体有何特点？ 三、基因工程的操作步骤 从细胞中分离出DNA 从大肠杆菌中提取质粒 限制 酶 提取目的基因 限制酶 目的基因与运载体结合 DNA连 接酶 目的基因导入受体细胞 目的基因的表达与检测 基因工程操作的基本步骤 1 2 基因工程的操作工具 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.基因的运输工具 ——运载体 基因工程的操作步骤 1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合 3.目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与表达 基因工程(gene engineering)的原理 几种常见育种方法的比较 育种 方法 杂交 育种 单倍体 育种 多倍体 育种 诱变 育种 基因工 程育种 基本 原理 方法 优点 缺点 实例 作业： 杂交→自交→选优 基因重组 不同个体的优良性状可集中到同一个个体上 育种时间长，需及时发现优良性状 杂交水稻 中国荷斯坦牛 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 染色体变异 明显缩短育种年限，后代一般都为纯种 技术复杂，成本高 普通小麦花药离体培养 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 染色体变异 植物茎杆粗壮，果实、种子大，营养高 发育延迟，结实率低 无籽西瓜 物理或化学方法处理动植物 、微生物 基因突变 提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程 有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性 青霉菌高产菌株的培育 黑农五号大豆 基因重组 将一种生物特定基因转移到另一种生物体内 染色体变异定向地改造生物的遗传性