第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一演示文稿

第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共34頁(yè)。優(yōu)選第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一當(dāng)前2頁(yè)，總共34頁(yè)?；蚬こ陶Q生的技術(shù)突破的因素①限制性內(nèi)切酶②DNA連接酶③載體④感受態(tài)體系⑤瓊脂糖凝膠電泳⑥D(zhuǎn)NA測(cè)序技術(shù)基因工程的特點(diǎn)①跨物種性②無(wú)性擴(kuò)增當(dāng)前3頁(yè)，總共34頁(yè)。二、基因工程的定義、意義及研究?jī)?nèi)容

（一）基因工程的定義基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。當(dāng)前4頁(yè)，總共34頁(yè)。（二）基因工程的意義基因工程是現(xiàn)代生物工程的主體核心技術(shù)?；蚬こ痰淖畲筇攸c(diǎn)是可打破生物種屬界限，進(jìn)行生物種(屬、科、目、綱、門、界)內(nèi)外基因的重組、遺傳信息的轉(zhuǎn)移。

遺傳病、心腦血管病、糖尿病、癌癥過(guò)度肥胖綜合癥、老年癡呆癥、骨質(zhì)疏松癥當(dāng)前5頁(yè)，總共34頁(yè)。（三）基因工程的研究?jī)?nèi)容

制備目的基因構(gòu)建重組DNA獲得轉(zhuǎn)化體篩選出重組轉(zhuǎn)化體陽(yáng)性克隆

篩目的基因在受體生物細(xì)胞中高效表達(dá)隆

當(dāng)前6頁(yè)，總共34頁(yè)。當(dāng)前7頁(yè)，總共34頁(yè)。三、自然界的基因轉(zhuǎn)移與重組接合作用(conjugation)轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)

轉(zhuǎn)染(transfection)

當(dāng)前8頁(yè)，總共34頁(yè)。接合作用：當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞、或細(xì)菌通過(guò)菌毛相互接觸時(shí)，質(zhì)粒DNA就可以從一個(gè)細(xì)胞（細(xì)菌）轉(zhuǎn)移至另一細(xì)胞（細(xì)菌）的方式。接合作用(conjugation)當(dāng)前9頁(yè)，總共34頁(yè)。轉(zhuǎn)化：通過(guò)自動(dòng)獲取或人為地供給外源DNA，使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型。轉(zhuǎn)化(transformation)當(dāng)前10頁(yè)，總共34頁(yè)。轉(zhuǎn)導(dǎo)：當(dāng)病毒從被感染的供體細(xì)胞釋放出來(lái)，再次感染另一受體細(xì)胞時(shí)，發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及基因重組即為轉(zhuǎn)導(dǎo)作用轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)當(dāng)前11頁(yè)，總共34頁(yè)。*轉(zhuǎn)染(transfection)轉(zhuǎn)染是轉(zhuǎn)化的一種特殊形式。由transformation（轉(zhuǎn)化）和infection（感染）兩詞構(gòu)成。原指將噬菌體、病毒或以其為載體構(gòu)建的重組子導(dǎo)入受體細(xì)胞的過(guò)程。通過(guò)感染方式將外來(lái)DNA引入宿主細(xì)胞，并導(dǎo)致宿主細(xì)胞遺傳性狀改變的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)染。將任何類型DNA轉(zhuǎn)移至動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程均可叫轉(zhuǎn)染。當(dāng)前12頁(yè)，總共34頁(yè)。四、基因工程技術(shù)包括下列過(guò)程

分—獲取目的基因和載體接—目的基因與載體的連接轉(zhuǎn)—重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞篩—重組DNA的篩選鑒—重組DNA的鑒定可用以上五個(gè)字表示當(dāng)前13頁(yè)，總共34頁(yè)。切接轉(zhuǎn)增檢當(dāng)前14頁(yè)，總共34頁(yè)?；蚬こ膛嘤瓜x(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因)棉花植株(有抗蟲(chóng)特性)上述培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟是什么？五、實(shí)例：當(dāng)前15頁(yè)，總共34頁(yè)。基因工程培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞當(dāng)前16頁(yè)，總共34頁(yè)。解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體當(dāng)前17頁(yè)，總共34頁(yè)。基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）

限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。特點(diǎn)：特異性。即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。當(dāng)前18頁(yè)，總共34頁(yè)?；虻募舻丁拗菩詢?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）

大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。限制酶當(dāng)前19頁(yè)，總共34頁(yè)?；虻募舻丁拗菩詢?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）限制酶當(dāng)前20頁(yè)，總共34頁(yè)。什么叫黏性末端？

被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。當(dāng)前21頁(yè)，總共34頁(yè)。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？當(dāng)前22頁(yè)，總共34頁(yè)?；虻尼樉€——DNA連接酶DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。當(dāng)前23頁(yè)，總共34頁(yè)。外源基因(如抗蟲(chóng)基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如棉花細(xì)胞)？導(dǎo)入過(guò)程需要運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。運(yùn)載體的作用有哪些？作用一：作為運(yùn)載工具，將外源基因(抗蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)中去。作用二：利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)內(nèi)，對(duì)外源基因(抗蟲(chóng)基因)進(jìn)行大量復(fù)制。當(dāng)前24頁(yè)，總共34頁(yè)。作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。4）有一個(gè)啟動(dòng)子當(dāng)前25頁(yè)，總共34頁(yè)?；虻倪\(yùn)載工具——運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：

1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒

2）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒當(dāng)前26頁(yè)，總共34頁(yè)。質(zhì)粒：

質(zhì)粒是染色體外能夠進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳單位，包括真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌細(xì)胞中核區(qū)外的DNA分子?，F(xiàn)在習(xí)慣上用來(lái)專指細(xì)菌、酵母菌和放線菌等生物中核以外的DNA分子。質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體。絕大多數(shù)細(xì)菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子。有的一個(gè)細(xì)菌中有一個(gè)，有的一個(gè)細(xì)菌中有多個(gè)。當(dāng)前27頁(yè)，總共34頁(yè)。大腸桿菌的質(zhì)粒：

最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存沒(méi)有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)成。當(dāng)前28頁(yè)，總共34頁(yè)。四個(gè)基本步驟：三.基因操作的基本技術(shù)1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)當(dāng)前29頁(yè)，總共34頁(yè)。目的基因

目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。

如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因，還有植物的抗病（抗病毒、抗細(xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。當(dāng)前30頁(yè)，總共34頁(yè)。目的基因的制備需要克隆的DNA片段化學(xué)合成法

cDNA文庫(kù)基因組DNA文庫(kù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

化學(xué)合成方法制備方法生物制備法

當(dāng)前31頁(yè)，總共34頁(yè)。

根據(jù)已知多肽鏈的氨基酸順序，利用遺傳密碼表推定其核苷酸順序再進(jìn)行人工合成。適應(yīng)于合成小分子多肽的基因

全基因合成：合成40-60bp片段，再連接合成思路基因的半合成：合成末端間有10-14bp個(gè)互補(bǔ)堿基的片段，再利用DNA聚合酶催化合成目前，常用DNA自動(dòng)合成儀合成。1）化學(xué)合成法當(dāng)前32頁(yè)，總共34頁(yè)。2、基因組文庫(kù)（GenomicDNALibrary）

基因組文庫(kù)(genelibrary)：是指匯集某一基因組所有DNA序列的重組DNA群體

從生物組織細(xì)胞提取出基因組DNA，用限制性酶法將DNA降解成預(yù)期大小的片段，并電泳分離，然后將這些片段與適當(dāng)?shù)妮d體（噬菌體）體外重組，進(jìn)行體外包裝系統(tǒng)將重組體包裝成完整顆粒，轉(zhuǎn)入受體細(xì)菌（大腸桿菌），形成大量噬菌斑，從而形成整個(gè)基因組DNA的重組DNA克隆群體，稱為基因組DNA文庫(kù)。具備了基因組文庫(kù)，就可以用目的基因片段作探針，利用菌落原位雜交技術(shù)，從大量的菌落中篩