基因工程的基本內(nèi)容課件

1、第3節(jié) 基因工程的基本內(nèi)容 制作者 陸勤華基因工程的基本內(nèi)容引入基因工程的概念基因操作的工具基因操作的基本步驟資料擴展小結(jié) 習(xí)題訓(xùn)練結(jié) 束引入基因決定性狀（一）基因決定性狀（二）基因決定性狀（三）主 頁定向基因改造設(shè)想基因決定性狀（一）青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉素返 回返 回基因決定性狀（三）豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮定向基因改造設(shè)想 設(shè)想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細菌“吐出”蠶絲？設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？設(shè)想三經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)基因工程。返 回基因操作的工具基因的剪刀限制性

2、內(nèi)切酶基因工程過程示意圖基因的針線DNA連接酶主 頁基因的運輸工具運載體基因工程過程示意圖從細胞中分離出DNA限制酶截取DNA片斷分離大腸桿菌中的質(zhì)粒 DNA重組用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因返 回限制性內(nèi)切酶分布：主要在微生物中。特點：特異性，即識別特定核苷酸序列， 切割特定切點。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補配對）。舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。返 回DNA連接酶連接酶的作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。DNA連接酶的作用過程返 回運載體作用：將外源基因送入受體細胞。

3、條件：（1）能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。（2）具有多個限制酶切點。（3）具有某些標(biāo)記基因種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。質(zhì)粒的特點要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去。能將外源基因送入細胞的工具就是運載體。返 回基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細胞主 頁目的基因的檢測和表達一目的基因的檢測和表達二提取目的基因的方法（一） 直接分離基因鳥槍法 將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運載體將這些片段都運載到受體生物的不同細胞中去。只要有一個細胞獲得了需要的目的基因并得以表達，基因工程就算成功了。

4、該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。用限制酶切成許多片斷下一頁提取目的基因的方法（二） 人工基因合成法逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。DNA合成儀PCR擴增儀返 回將目的基因?qū)胧荏w細胞并擴增基因工程中常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌和動植物細胞等。導(dǎo)入受體細胞常用的方法是借鑒細菌或者病毒侵染細胞的途徑。通常還要對一些受體細胞進行增大

5、通透性的處理。目的基因可以隨著受體細胞進行快速的繁殖，在很短的時間內(nèi)獲得大量的基因。將目的基因?qū)胧荏w細胞將受體細胞進行擴增返 回目的基因的檢測和表達（一） 前三步的處理十分繁鎖，為保證目的基因得到有效利用，通常用大量的受體細胞來接受不多的目的基因。這樣，處理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。 細菌的檢測，將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物。淘汰無表達產(chǎn)物的菌落，保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng)、研究。無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物有表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物返 回目的基因的檢測和表達（二）多細胞生物的檢測，將每個受體細胞單獨培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個體，檢測這些

6、個體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無變化的個體，保留有相應(yīng)變化的個體進一步培養(yǎng)、研究。例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。返 回DNA連接酶的作用原理主 頁小 結(jié)基因工程的基本內(nèi)容 基因操作的基本步驟主 頁 基因操作的工具限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運載體目的基因與運載體結(jié)合目的基因的檢測和表達將目的基因?qū)胧荏w細胞一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將DNA 分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。返 回質(zhì) 粒返 回質(zhì)粒的特點細胞染色體外

7、能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體；最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒；存在于許多細菌及酵母菌等生物中；質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響；質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細胞內(nèi)完成。返 回19如圖將人的生長激素基因?qū)爰毦鶥細胞內(nèi)制造“工程菌”示意圖，所用載體為質(zhì)粒A。已知細菌B細胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細菌B后，其上的基因能得到表達。請回答下列問題： （1）人工獲得目的基因的途徑一般有幾條？（2）如何將目的基因和治理相結(jié)合形成重組質(zhì)粒？（3）目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)入細菌細胞時，效率還不太高；導(dǎo)入完成后所得到的細菌，實際上有的根本沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒，只有少數(shù)導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒。此處可以通過如下步驟來鑒別得到的細菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒：將得到的細菌涂布在一個有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的就