基因工程及其應用

基因工程及其應用第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五能生產(chǎn)胰島素的大腸桿菌第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五轉(zhuǎn)基因超級小鼠第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五熒光小豬第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五導入人基因的小鼠(長出人的耳朵)——器官移植第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五熒光小魚第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五個頭特別大的轉(zhuǎn)基因鯉魚第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五日本生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因方形西瓜第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五日本轉(zhuǎn)基因藍色玫瑰第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五未來會不會出現(xiàn)這樣的香蕉？第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五標準概念——在生物體外，通過對DNA分子進行人工“切割”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物?；蚬こ逃纸凶龌蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗概念——按照人們的意愿，把一種生物的個別基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。一、基因工程的概念——分子水平改變生物第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平剪切拼接導入表達人類需要的產(chǎn)物一、基因工程的概念——分子水平改變生物第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1.基因的“剪刀”—限制性核酸內(nèi)切酶二、基因工程的“工具”CGATGCTA磷酸二酯鍵舉例：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。DNA的結(jié)構(gòu)第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五GAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGCCC

GGGGGGCCCCCCGGGGGGCCC中軸線黏性末端平末端EcoRⅠ在G與A之間切割SmaⅠ在G與C之間切割黏性末端和平末端第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五DNA分子的切割和連接GAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGEcoRⅠ切此位點EcoRⅠ切此位點不同來源的DNA片段結(jié)合DNA雙鏈斷開，露出黏性末端DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五DNA連接酶和DNA聚合酶的異同DNA連接酶DNA聚合酶作用形成磷酸二酯鍵對象DNA片段單個脫氧核苷酸模板不需要需要二、基因工程的“工具”2.基因的針線——DNA連接酶第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五3.“運輸工具”——運載體運載體的作用：

運載體的種類：

一是將目的基因?qū)胧荏w細胞中；二是利用它在宿主細胞內(nèi)進行自主復制。質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。

二、基因工程的“工具”第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五重組質(zhì)粒的構(gòu)建…GAATTC…CTTAAGGAATTC…CTTAAG…酶切酶切質(zhì)粒目的基因必須是同一種限制酶AATTTTAA第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五三、基因操作的基本步驟細菌取出質(zhì)粒

用相同的限制酶切出黏性末端供體細胞取出DNA分子用限制酶切取目的基因

將目的基因插入質(zhì)粒切口用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒相連將重組DNA分子導入受體細胞重組DNA分子增殖、表達檢測目的基因產(chǎn)物基因工程的遺傳學原理：基因重組

第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五基因工程的“四步曲”提取目的基因1目的基因與運載體結(jié)合2將目的基因?qū)胧荏w細胞3目的基因的檢測和表達4第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五基因工程過程示意圖①從細胞中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1.基因工程與育種：

獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，栽培出具有各種抗逆性的作物新品種。（抗除草劑的玉米、大豆、轉(zhuǎn)基因奶牛等）2.基因工程與藥物研制：胰島素、干擾素、和乙肝疫苗等。四、基因工程的應用第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五68%22%7%3%美國阿根廷加拿大中國2001年轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的四個國家及其所占比例比例第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻(綠色植株)與對照(黃色枯萎植株)（一）植物基因工程——抗蟲轉(zhuǎn)基因植物第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

基因工程培育抗蟲棉的簡要過程普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟？第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟和工具抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來抗蟲基因與運載體DNA連接抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細胞基因的剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體剪切拼接導入表達和檢測第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥抗病毒的轉(zhuǎn)基因甜椒（一）植物基因工程——抗病轉(zhuǎn)基因植物第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五（一）植物基因工程——抗逆轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)魚抗凍蛋白基因的番茄轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五（一）植物基因工程——改良植物的品質(zhì)富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五轉(zhuǎn)生長激素基因鯉魚（二）動物基因