一基因工程的基本内容.ppt

基因工程简介 * 第 三 节 1、青霉菌能产生对人类有用的抗生—青霉素 2、豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮 3、人的胰岛细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度 4、奶牛吃进去的是草，挤出来的是奶 5、转基因山羊产的奶，可以制成防弹背心 一 基因工程的基本内容 主要内容 1）基因工程的概念 2）基因操作的工具 3）基因操作的基本步骤 什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 （一）基因工程的概念 （一）基因工程的概念 结果 基本过程 操作水平 操作对象 操作环境 基因工程的别名 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 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 实质 基因重组 基因工程培育抗虫棉的简要过程： （一）基因工程的概念 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 导入 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性) 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？ （一）基因工程的概念 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接 关键步骤三： 抗虫基因导入受体(棉花)细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ （二）基因操作的工具 关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具： 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 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） （二）基因操作的工具 ③作用位置：DNA链的磷酸二酯键 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点 ④结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 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。 限制酶 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 限制酶 什么叫黏性末端？ （二）基因操作的工具 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。 （二）基因操作的工具 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，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。 （二）基因操作的工具 基因的针线——DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手） 不是氢键（梯子的踏板） ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体 运载体的作用有哪些？ 作用一：作为运载工具，将外源基因转移到 受体细胞中去。 作用二：利用运载体在受体细胞内， 对外源基因进行大量复制。 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。 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 2）噬菌体或某些动植物病毒 质粒： 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。 质粒是基因工程最常用的运载体。 绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。 大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。 质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。 质粒的特点： 质粒是基因工程中最常用的运载体 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。 存在于许多细菌及酵母菌等生物中。 质粒的存在对宿主细胞无影响。 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子 四个基本步骤： （三）基因操作的基本步骤 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 目的基因 （三）基因操作的基本步骤 目的基因是人们所需要转移或改造的基因。 如苏云金芽