基因工程及其應(yīng)用.ppt

1、能發(fā)光的水母,請(qǐng)您欣賞,能否讓熱帶魚也能發(fā)光?,設(shè)想,不能發(fā)光的熱帶斑馬魚,請(qǐng)您欣賞,請(qǐng)您欣賞,超級(jí)小鼠與超級(jí)魚,能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌,請(qǐng)您欣賞,藍(lán)色玫瑰一直是人類美麗的夢(mèng)想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),基因“嫁接”,基因工程及其應(yīng)用,T,T,T,T,A,G,C,C,G,G,A,A,什么是基因工程?基因工程的原理是什么？ 基因工程的基本操作步驟有哪些? 需要用到哪些工具？,閱讀教材 P102，解決以下問(wèn)題：,能力體現(xiàn),又稱基因拼接技術(shù),或重組DNA 技術(shù)。 通俗的說(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)胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。, 基因工

2、程概念,原 理：,操作水平：,結(jié) 果：,基因重組,DNA分子水平,定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。, 基因工程,目的基因,培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：,你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的關(guān)鍵步驟有哪些？,普通棉花(無(wú)抗蟲特性),蘇云金芽孢桿菌,抗蟲基因,導(dǎo)入,實(shí)例展示,培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：,基因操作的工具,1.基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶,存在：主要在微生物體內(nèi) 特點(diǎn)：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。,專一性,EcoRI限制酶識(shí)別了GAATTC的序列后，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)，那將會(huì)發(fā)生什么樣的變化？,1.基因的剪刀限制性核酸

3、內(nèi)切酶,基因操作的工具,如:EcoRI限制酶,模型構(gòu)建1,練習(xí)使用EcoRI 剪切目的基因,黏性末端,什么是黏性末端？ 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， 它們之間正好互補(bǔ)配對(duì)， 這樣的切口叫黏性末端。,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:,是,基因的針線：DNA連接酶,2.基因的針線DNA連接酶,DNA連接酶連接的是兩個(gè)脫氧核苷酸分子的什么部位？,基因操作的工具,磷酸二酯鍵,磷酸二酯鍵,模型構(gòu)建2,使用DNA連接酶制作重組DNA分子,甲片段,重組DNA分子,DNA連接酶的作用是：,A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵B.黏性末端之間形成氫鍵C.兩個(gè)DN

4、A末端間的縫隙連接（磷酸二酯鍵）D.A、B、C都對(duì),C,下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相應(yīng)DNA連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是,CTGCA G,G,CTTAA, G,ACGTC, AATTC,G,A. ； B. ；C. ； D.以上都不對(duì),A,3.基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體,基因操作的工具,常用的運(yùn)載體有兩類： 1）質(zhì)粒(最常用） （小型環(huán)狀DNA) 2）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒,運(yùn)載體應(yīng)該具有什么特點(diǎn)呢?,？,基因操作的工具,運(yùn)載體特點(diǎn) 1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存； 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便與外源基因相連； 具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選,基因工程的“四步曲”,提取目的基因,1,目的基因

5、與運(yùn)載體結(jié)合,2,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,3,目的基因的檢測(cè)和表達(dá),4,香 蕉 魚,你見(jiàn)過(guò)嗎?,最新款的摩托車,你想過(guò)嗎?,你見(jiàn)過(guò)樹(shù)會(huì)走路嗎?,你知道什么是真正的碩果累累嗎?,誰(shuí)能告訴我這是？,給科學(xué)插上想象的翅膀， 你會(huì)收獲更多！,基因工程的操作工具,1.基因的剪刀 限制性內(nèi)切酶,2.基因的針線 連接酶,3.基因的運(yùn)輸工具 運(yùn)載體,基因工程的操作步驟,1.目的基因的提取,2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,4.目的基因的檢測(cè)與表達(dá),基因工程的原理,小結(jié),基因重組,四、基因工程的應(yīng)用,一、基因工程與作物育種,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗

6、逆性的作物新品種。,生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó)),乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊,2、基因工程與藥物研制,我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物,許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)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(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。,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

7、素！使其價(jià)格降低了30%-50%!,3、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DDT等毒害物質(zhì)。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。,exercise,基因工程的正確操作步驟是:,使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 提取目的基因, B. C. D. ,小試身手,要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需

8、的兩種酶是( ) 限制酶連接酶解旋酶還原酶 ,A,基因工程技術(shù)中的目的基因主要來(lái)源于,A.自然界現(xiàn)存在生物體內(nèi)的基因B.自然突變產(chǎn)生的新基因C.人工誘變產(chǎn)生的新基因D.科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中人工合成的基因,A,下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是:,A.限制酶只用于提取目的基因B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體C.DNA連接酶可用于目的基因和運(yùn)載體的連接D.重組DNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞,基因工程則完成.,以下說(shuō)法正確的是:,A.目的基因是指重組DNA B.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表

9、達(dá),C,B,切取牛的生長(zhǎng)激素或人的生長(zhǎng)激素基因,用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中,從而獲得了”超級(jí)鼠”,這項(xiàng)技術(shù)遵循的原理是,A.基因突變 DNA RNA 蛋白質(zhì),B.基因工程 RNA DNA 蛋白質(zhì),C.細(xì)胞工程 DNA RNA 蛋白質(zhì),D.基因工程 DNA RNA 蛋白質(zhì),D,(多選題)如圖,下列有關(guān)酶功能的敘述中,正確的是,A.切斷a處的酶為限制性內(nèi)切酶B.連接a處的酶為DNA連接酶C.切斷b處的酶為解旋酶D.連接b處的酶為DNA聚合酶,ABC,基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景,荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)了耐旱性、耐寒性的