基因工程的基本内容 课件 2.ppt

基因决定性状 青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素 家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 定向基因改造设想 : 二、基因操作的工具 三、基因操作的基本步骤 1、提取目的基因 多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。 小 结 * 一、基因工程的基本内容 基因工程，确切地讲就是重组DNA技术，指在体外将不同来源的DNA进行剪切和重组，形成杂合DNA或称嵌合DNA分子，然后将其导入特定的宿主细胞，得到大量扩增和表达，使宿主细胞获得新的遗传特性，产生新的基因产物。基因工程，或称遗传工程，兴起于20世纪70年代。人类实现对基因进行自如地操作、转移和改造的理想，是在核酸限制性内切酶、载体质粒、连接酶和其它修饰酶被陆续发现以后。在此基础上，核酸和蛋白质序列测定、基因体外快速突变、DNA的人工合成等，则使得基因工程逐渐成熟和发展。 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 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 生物体外 基因 ＤＮＡ分子水平 剪切 拼接 导入 表达 人类需要的基因产物 基因拼接技术或DNA重组技术 实 质 基因重组 将抗虫基因移植到棉花的细胞中，使棉花具有抗虫害的作用。假如你作为一名研究者来完成这一项工作，那么你会遇到哪些困难或需要解决哪些问题呢？ 1、如何将抗虫基因（目的基因）从某种生物的DNA上切割下来？ 2、如何使抗虫基因（目的基因）与棉花的DNA连接起来？ 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 苏云金芽孢杆菌 (有抗虫特性) 普通棉花(无抗虫特性) 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) 提取 通过观察抗虫棉的培育过程，你认为关键的步骤是什么？ 关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取。 关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接。 关键步骤三：抗虫基因进入棉细胞。 通过观察抗虫棉的培育过程，你认为关键的步骤是什么？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶。 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶。 关键步骤三的工具：基因的运输工具——运载体。 1、基因的剪刀——限制性内切酶 2、基因的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体 种类 举例 结果 作用特点 分布 主要在微生物中。 特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 产生黏性未端（碱基互补配对）。 大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 1、? 基因的剪刀——限制性内切酶 200多种 G A A T T C G C T T A A A A T T C G 限制酶切割ＤＮＡ分子示意图： C T T A A G 思考： 　　要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 两个切口，四个黏性末端。 2、基因的的针线——DNA连接酶 连接的部位： 结 果： 磷酸二酯键（在“梯子”的扶手处）， 不是氢键（在“梯子”的踏板处） 两个相同的黏性末端的连接。　 思考： （１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？ （２）用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ ２个 ４个 ３、基因的运输工具——运载体 作 用： 具备的条件： 种 类： 将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具有多个限制酶切点 具有某些标记基因 质粒、噬菌体和动植物病毒 使用运载体的目的 用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去 质 粒 质粒的特点： 质粒是基因工程中最常用的运载体； 存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 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。 （１）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？ 思考： 基因操作的工具： 1、基因的剪刀——限制性内切酶 2、基因的的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体 1、提取目的基因 2、目的基因与运载