基因工程简介

基因工程简介基因工程简介第1页例1:治疗侏儒症唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素取得很困难。以前，要取得生长激素，需解剖尸体，从大脑底部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。大家从450L大肠杆菌培养液中提取生长激素，相当于6万具尸体全部产量。什么是基因工程基因工程简介第2页例2:将细菌抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物特征。如转基因抗虫棉。例3:将人生长激素基因和牛生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到“超级小鼠”。基因工程简介第3页例4:基因治疗：是指是把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，到达治疗疾病目标。患半乳糖血症患者，因为细胞内半乳糖苷转移酶基因缺点而缺乏半乳糖苷转移酶，使过多半乳糖在体内积聚，引发肝、脑等功效受损。

1971年，美国科学家在体外做了试验，用带有半乳糖苷转移酶基因噬菌体侵染患者离体组织细胞，结果发觉这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换方法治疗这种遗传病是可能。基因工程简介第4页（一）、基因工程概念

——定向改造生物新技术

别名操作环境操作对象操作水平基础过程结果人类所需要产品剪切→拼接→导入→表示DNA分子水平基因生物外基因拼接技术或DNA重组技术原理：基因重组基因工程简介第5页基因工程培育抗虫棉苏云金芽孢杆菌→抗虫基因→棉细胞→抗虫棉抗虫基因结构有什么特点？基因工程简介第6页（二）、基因操作工具1、基因剪刀——限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶作用过程基因工程简介第7页（二）、基因操作工具1、基因剪刀——限制性内切酶（限制酶）①分布：②作用特点：主要在微生物中。专一性

一个限制酶只能识别一个特定核苷酸序列，而且能在特定切点上切割DNA分子多样性限制酶有200各种④结果：产生黏性末端③作用实质：使磷酸二酯键断开基因工程简介第8页④举例：大肠杆菌一个限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。

基因工程简介第9页例：已知限制酶I识别序列和切点是—G↓GATCC—，请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成黏性末端。基因工程简介第10页2、基因针线——DNA连接酶连接酶作用：

将互补配正确两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整DNA分子。连接部位：

磷酸二酯键，不是氢键。基因工程简介第11页DNA连接酶作用过程点击播放基因工程简介第12页DNA连接酶作用过程基因工程简介第13页作用：

将外源基因送入受体细胞。2.条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保留。含有多个限制酶切点。含有一些标识基因3.种类:：

质粒、噬菌体和动植物病毒。3、基因运输工具——运载体基因工程简介第14页质粒细胞染色体外能自主复制小型环状DNA分子；质粒是基因工程中最常见运载体；最常见质粒是大肠杆菌质粒；质粒存在对宿主细胞无影响；质粒复制只能在宿主细胞内完成。基因工程简介第15页（三）、基因工程操作步骤提取目标基因目标基因与运载体结合将目标基因导入受体细胞目标基因地检测和表达基因工程简介第16页提取目标基因方法：方法一、从供体细胞DNA中直接分离基因（鸟枪法）方法二、人工合成基因1、提取目标基因基因工程简介第17页将需要基因从供体生物细胞内提取出来。取出DNA用各种限制酶切断DNA成为许多片段直接分离基因——鸟枪法优点：操作简单；缺点：工作量大，含有一定盲目性，又因为真核细胞中基因含有不表示DNA片段，不能直接用于基因扩增和表示。（真核生物基因含有内含子，不能在原核细胞中正确表示）基因工程简介第18页人工合成基因蛋白质氨基酸序列mRNA推测推测合成

目标基因结构基因核苷酸序列目标基因mRNA反转录单链DNA双链DNA合成反转录法直接合成法得到DNA不含内含子基因工程简介第19页2、目标基因和运载体结合：用与提取目标基因相同限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目标基因插入切口处，让目标基因黏性末端与切口上黏性末端互补配对后，在DNA连接酶作用下连接形成重组DNA分子（重组质粒）

重组质粒基因工程简介第20页3、将目标基因导入受体细胞（并扩增）基因工程中常见受体细胞：导入受体细胞常见方法：目标基因扩增将目标基因导入受体细胞将受体细胞进行扩增基因工程简介第21页为何要检测？检测方法？4、目标基因检测和表示：基因工程简介第22页表示：受体细胞表现出特定性状。例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目标基因或摄入目标基因未表示。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表示。基因工程简介第23页基因工程简介第24页(四）基因工程结果与发展前景主要内容1）基因工程与医药卫生2）基因工程与农牧业、食品工业3）基因工程与环境保护基因工程简介第25页基因工程与医药卫生1）生产基因药品2）基因诊疗与基因治疗基因工程在医药卫生领域应用基因工程简介第26页基因工程药品——胰岛素、干扰素、生长激素、白细胞介素利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本药品。基因工程简介第27页基因诊疗：也称为DNA诊疗或基因探针技术。

基因工程简介第28页基因探针/DNA探针：

是一段带有检测标识（如放射性同位素、荧光分子等）且次序已知与目标基因或DNA互补特异核苷酸序列（DNA或RNA)。DNA探针需满足条件：必须是单链，带有轻易被检测出来标识物（如放射性同位素、荧光分子等）基因工程简介第29页DNA分子杂交：将两种生物DNA单链放在一起杂交，其中一个生物DNA单链事先用同位素进行标识。假如两种生物DNA分子之间存在互补个别，就能形成双链区。因为同位素被检出灵敏度高，即使两种生物DNA分子之间形成百万分之一双链区，也能够被检出。

基因工程简介第30页基因治疗：是指是把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，到达治疗疾病目标。患半乳糖血症患者，因为细胞内半乳糖苷转移酶基因缺点而缺乏半乳糖苷转移酶，使过多半乳糖在体内积聚，引发肝、脑等功效受损。

1971年，美国科学家在体外做了试验，用带有半乳糖苷转移酶基因噬菌体侵染患者离体组织细胞，结果发觉这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换方法治疗这种遗传病是可能。基因工程简介第31页基因工程与农牧业基因工程在农业上应用：1）高产、稳产和具优良品质品种如“向日葵豆”植株。2）抗逆性品种如转基因抗虫棉。基因工程简介第32页转基因动物：基因工程在畜牧养殖业上应用主要是什么？特定基因+病毒DNA→重组DNA→动物受精卵→转基因动物感染或显微注射技术方法基因工程简介第33页用口径为1μmDNA注射器，将大量目标基因片段注入到受精卵核内，然后把经过注射受精卵移植到另一只雌性动物子宫内，使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术？基因工程简介第34页

1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身生理代谢反应。

2）从乳汁中获取目标基因产物，产量高，易提纯，表示蛋白质已经过充分修饰加工，含有稳定生物活性。

3）从乳汁中源源不停取得目标基因产物同时，转基因动物又可无限繁殖。转基因动物乳腺。就基因药品而言，最理想表示场所是哪里？基因工程简介第35页基因工程与食品业基因工程简介第36页基因工程与环境保护1）用于环境监测。2）用于被污染环境净化。基因工程在环境保护方面有什么应用？比如：用DNA探针能够检测饮用水中病毒含量。此方法特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。经过基因工程方法怎样进行环境监测？基因工程简介第37页

1）用基因工程产物——“超级细菌”。

2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT细菌，以及能够净化镉污染植物。

3）经过基因重组构建新杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染农药。经过基因工程方法怎样净化被污染环境？基因工程简介第38页（全国一）采取基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转