基因工程的學(xué)習(xí)材料

基因工程的學(xué)習(xí)材料第1頁(yè)/共17頁(yè)雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種方法雜交射線、激光、化學(xué)藥品、生物處理秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)后再加倍原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、目標(biāo)性強(qiáng)提高變異頻率、產(chǎn)生新的基因器官大、營(yíng)養(yǎng)含量豐富縮短育種年限缺點(diǎn)育種年限長(zhǎng)、不能產(chǎn)生新的基因誘變的方向不定，無(wú)法集中多個(gè)優(yōu)良性狀發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低，在動(dòng)物中難以展開方法復(fù)雜，成活率低，范圍有性生殖幾乎所有的動(dòng)植物植物有性生殖的植物第2頁(yè)/共17頁(yè)基因工程

1、概念：又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞內(nèi)，定向地改造生物的遺傳性狀。

2、特點(diǎn)：在生物的分子水平上得設(shè)計(jì)施工定向地改變生物的遺傳性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。第3頁(yè)/共17頁(yè)第4頁(yè)/共17頁(yè)基因工程工具基因的“剪刀”——限制性內(nèi)切酶分布：主要存在于微生物中作用與特性：一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)切割DNA分子。作用結(jié)果：產(chǎn)生粘性末端（堿基能互補(bǔ)配對(duì)）第5頁(yè)/共17頁(yè)基因針線——DNA連接酶連接部位：不同DNA分子相同的粘性末端連接方式：形成3’5’-磷酸二酯鍵將粘性末端連接起來(lái)第6頁(yè)/共17頁(yè)基因運(yùn)載工具——運(yùn)載體作用：1、作為運(yùn)載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中

2、利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量地復(fù)制具備的條件：1、能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存2、具備多個(gè)限制酶切位點(diǎn)，以便與外源基因連接3、具有某些標(biāo)記基因便于篩選常見載體：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等第7頁(yè)/共17頁(yè)第8頁(yè)/共17頁(yè)基因工程操作的基本步驟目的基因：人們所需的特定基因提取目的基因提取途徑1、反轉(zhuǎn)錄法2、根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸的序列推測(cè)出核苷酸序列，通過化學(xué)方法合成DNA第9頁(yè)/共17頁(yè)用一定的限制性內(nèi)切酶切割質(zhì)粒用同一種限制性內(nèi)切酶切割基因加入DNA連接酶質(zhì)粒和目的基因結(jié)合成重組DNA分子目的基因與運(yùn)載體集合第10頁(yè)/共17頁(yè)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：主要是借鑒了細(xì)菌或者病毒侵染細(xì)胞的方法目的基因的表達(dá)和檢測(cè)檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有標(biāo)記基因，判斷目的基因是否導(dǎo)入表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)特定的性狀，如棉花抗蟲性狀的表現(xiàn)第11頁(yè)/共17頁(yè)注意：以上的過程涉及到三種工具，兩種工具酶目的基因必須與運(yùn)載體結(jié)合才能導(dǎo)入受體細(xì)胞，才能穩(wěn)定地保存，并進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)，不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞受體細(xì)胞常用微生物的原因：繁殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說(shuō)明基因完成了表達(dá)。第12頁(yè)/共17頁(yè)基因工程的應(yīng)用基因工程與作物育種如抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉原理：接受了蘇云金桿菌的抗蟲基因優(yōu)勢(shì)：不僅減少了農(nóng)藥的使用大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染其他實(shí)例：耐儲(chǔ)存的番茄、抗除草劑的玉米、轉(zhuǎn)基因奶牛等第13頁(yè)/共17頁(yè)基因工程與藥物研制如轉(zhuǎn)基因方法生產(chǎn)胰島素優(yōu)勢(shì)：高效率的獲得了高品質(zhì)低成本的藥品，解決了以前藥品來(lái)源短缺，生產(chǎn)成本高地問題其他實(shí)例：生產(chǎn)干擾素、白細(xì)胞介素、溶血栓劑、以及預(yù)防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾的疫苗第14頁(yè)/共17頁(yè)環(huán)境保護(hù)基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。

通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解一些毒害物