基因工程及其應(yīng)用課件hao

基因工程及其應(yīng)用第2節(jié)能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的

你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)出，這種基因的“嫁接”是怎么實(shí)現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？問題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌一、基因工程的概念：

又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過程結(jié)果基因重組生物體外基因/DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)人類需要的基因產(chǎn)物二、基因操作的工具1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶

專一性：識(shí)別特定核苷酸序列，在特定的切點(diǎn)切DNA，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵，產(chǎn)生兩個(gè)黏性末端。二、基因操作的工具黏性末端例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識(shí)別

GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRⅠ

被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思考:2、基因的“針線”——DNA連接酶連接酶的作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。連接的部位：

生成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子?；虻尼樉€：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

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C

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AA

AA

TT

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GGC

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AA

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TT

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G用同種限制酶切割3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。

質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

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。1、細(xì)胞染色體（或擬核DNA分子）外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2、質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c(diǎn)？三、基因工程的操作步驟從細(xì)胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因與運(yùn)載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)與檢測(cè)基因工程操作的基本步驟四個(gè)基本步驟：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)水母（1）獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物

將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因轉(zhuǎn)入玉米,獲得轉(zhuǎn)基因玉米。

將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕?獲得轉(zhuǎn)基因耐貯存番茄,是世界上進(jìn)入市場(chǎng)的第一種轉(zhuǎn)基因植物。

轉(zhuǎn)入金魚草基因的紫番茄富含花青素，可明顯減緩結(jié)腸癌細(xì)胞生長(zhǎng)，同時(shí)具抵抗心血管疾病的功效。四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種（2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種蘇云金桿菌抗蟲基因普通棉花抗蟲棉提取導(dǎo)入培育抗蟲棉的培育過程四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó))2、基因工程與畜牧養(yǎng)殖導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超級(jí)動(dòng)物特殊動(dòng)物我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物⑴基因工程藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。

微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。3、基因工程在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取20—4０mg干擾素。干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說?；蚬こ倘烁蓴_素α-2b（安達(dá)芬），是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)業(yè)化基因工程。安達(dá)芬具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。其它基因工程藥物人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)⑵基因診斷與基因治療

診斷：用放射性同位素等標(biāo)記的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。我國(guó)研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細(xì)胞

治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。基因診斷——DNA探針概念：是用已知序列的DNA或RNA片段作為探針與待測(cè)樣品的DNA或RNA序列進(jìn)行核酸分子雜交，用于對(duì)待測(cè)核酸樣品中特定基因順序的探測(cè)，是基因診斷最基本的技術(shù)之一。條件：（1）必須是單鏈；（2）帶有容易被檢測(cè)出來的標(biāo)記物。

原理：DNA分子雜交（堿基互補(bǔ)配對(duì)）基因診斷——生物芯片

從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜；從病人的基因組中分離出D