第六章第二节基因工程及其应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,编辑版pppt,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,编辑版pppt,*,第二节 基因工程及其应用,第六章 从杂交育种到基因工程,1,编辑版pppt,一、基因工程的原理,又叫做,基因拼接技术,或,DNA重组技术,。通俗地说，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,培育出新品种。,1、基因工程的概念：,基因工程,基本工具：,基因“剪刀”限制性核酸内切酶,基因“针线”DNA连接酶,基因的运载体质粒,、,噬菌体,、,动植物病毒,2,编辑版pppt,一、基因工程的原理,2,、,“基因剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶),C,T T,A A,G,A A,T T,C,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。,例如:EcoRI限制酶，,专一,识别GAATTC序列，并在,G,和,A,之间将序列切开。,被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？,黏性末端,黏性末端,3,编辑版pppt,尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端,DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有,相同,的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。,CTTCATG,GAAGTACTTAA,GGGATT,AATTCCCTAA,ACG,TGCTTAA,AATTCCCATT,GGGTAA,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,4,编辑版pppt,一、基因工程的原理,3、“基因针线”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。,即将脱氧核糖和磷酸连接起来。,CTTCATG,GAAGTACTTAA,GGGATT,AATTCCCTAA,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,连,接,酶,连接的部位：,生成3-5磷酸二酯键,思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？,5,编辑版pppt,基因的运载工具运载体：,常用的运载体主要有两类：,1）细菌细胞质的,质粒,质粒,是基因工程,最常用,的,运载体,。,存在：,许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是,拟核或细胞核外,能自主复制的环状的DNA分子。,本质,：,闭合环状DNA分子,。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。,2）,噬菌体,或某些,动植物病毒,6,编辑版pppt,DNA linking-enzyme,restriction endonuclease,DNA linking-enzyme,胰岛素基因,1.自我复制；,3.具有多个限制酶切点；,4.具有标记基因，便于进行筛选,质粒的特点：,2、结构、分子量比较小,7,编辑版pppt,8,编辑版pppt,5、基因工程的操作步骤：,从细菌中取出质粒,从细胞中取出DNA,用,同种限制酶,切断两个DNA,具有相同的黏性末端,提取目的基因,（如人的胰岛素基因）,用,连接酶,将目的基因与质粒连接,（形成重组DNA分子）,目的基因与运载体结合（拼接,),将目的基因通过运载体,导入受体细胞,（如大肠杆菌）,利用质粒中具有某些特性的基因进行检测并判断目的基因,是否表达,将目的基因导入受体细胞（导入）,目的基因的,检测与鉴定,9,编辑版pppt,提取目的基因的方法,用限制酶切断成许多片段,直接分离基因,鸟枪法,又叫“,散弹射击法,”，犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗子弹击中目标,都能把鸟打下来,具体做法,是：用,限制酶,将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入,运载体,，然后通过运载体分别转入不同的,受体细胞,，让供体细胞所提供的DNA的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。,该法优点是操作简便，但是最大的缺点是具有很大的,盲目性,，,工作量大,，,成功率低,。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。,10,编辑版pppt,人工合成基因法,DNA合成仪,有两种方法：,逆转录法,：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成基因。,直接合成法,：根据蛋白质的,氨基酸顺序,推算出,信使RNA,核苷酸顺序，再据此推算出,基因,的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。,11,编辑版pppt,目的基因的检测和鉴定,受体细胞摄入DNA分子后并不是说明目的基因完成了表达，,受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了,表达,。,将,每个受体细胞,单独培养形成,菌落,，检测菌落中是否有目的基因的,表达产物,。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。,无表达产物,无表达产物,有表达产物,无表达产物,12,编辑版pppt,基因工程,别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本工具,基本过程,结果,实质,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,提取,拼接,导入,检测和鉴定,基因重组,限制酶、DNA连接酶、运载体,13,编辑版pppt,二、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,（1）获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,将富含,赖氨酸,的蛋白质编码基因转入玉米,获得转基因玉米。,将控制番茄果实成熟的基因导入番茄,获得转基因,耐贮存,番茄,是世界上进入市场的第一种转基因植物。,转入,金鱼草,基因的紫番茄富含花青素，可明显减缓,结肠癌,细胞生长，同时具抵抗,心血管疾病,的功效。,14,编辑版pppt,（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种,二、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,苏云金杆菌,抗虫基因,普通棉花,抗虫棉,提取,导入,培育,抗虫棉的培育,过程,15,编辑版pppt,（1）培育出具有优良品质的动物,二、基因工程的应用,2、基因工程与畜牧养殖,转生长激素基因鲤鱼,（9个月后比对照个体重1.5kg),超级绵羊,（生长速率提高30%，体型增大50%）,16,编辑版pppt,2、基因工程与药物研制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,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。,17,编辑版pppt,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%!,18,编辑版pppt,3、环境保护,基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,19,编辑版pppt,这些生物令我们很好奇，但是现实生活的应用更令我们关心!,三、转基因生物和转基因食品的安全性,未来生物,20,编辑版pppt,21,编辑版pppt,怪物 2,22,编辑版pppt,转基因草莓,有玫瑰花和柠檬的香味转基因西红柿,安全吗？,“金大米”,23,编辑版pppt,改变传统的育种方式缩短育种时间。培育出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除草剂等特性的作物新品种。,克服异源、远源,杂交障碍,。如可以把动物的基因，甚至人的基因组合到植物里去。,生产有利于健康和抗病的食品。,培育出符合人们意愿的动物新品种。,三、转基因生物和转基因食品的安全性,转基因生物有利的一面:,24,编辑版pppt,有些转基因食物含的一些物质，可能会影响,人体健康,。,大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种进行杂交，产生一些超级生物，从而造成,基因污染,。,如有些作物插入抗虫基因，杀死环境中有益的生物。,三、转基因生物和转基因食品的安全性,基因工程的弊端：,25,编辑版pppt,（1）要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用,A、只需DNA连接酶,B、同一种限制酶和DNA连接酶,C、只需限制酶,D、不同的限制酶和DNA连接酶,练 习,（2）下列各项中，说明目的基因完成了表达的是,A、棉珠中含有杀虫蛋白基因,B、大肠杆菌中具有胰岛素基因,C、酵母菌中产生了干扰素,D、抗病毒基因导入土豆细胞中,26,编辑版pppt,（4）转基因动物是指,A、提供基因的动物,B、基因组中增加外源基因的动物,C、能产生白蛋白的动物,D、能表达基因信息的动物,（3）基因工程的正确操作步骤是,使目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,检测目的基因的表达是否符合特定性状要求,提取目的基因,、,、,27,编辑版pppt,谢谢！,28,编辑版pppt,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！,29,