基因工程及其应用课件肖永华

最新款的摩托车你想过吗?谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？一、导入新课能发光的水母

用什么方法使烟草和热带鱼也能发光?思考不能发光的热带斑马鱼你知道什么是真正的果实累累吗?基因工程：即。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。原理：操作水平：结果：一、基因工程基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状二、基因操作的工具1、基因工程的指“

限制性核酸内切酶

”主要存在于微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子已发现的有200多种种类:来源:特点:“”作用于：磷酸二酯键磷酸二酯键二、基因操作的工具例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。１、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶）

二、基因操作的工具1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。专一性

被同一种限制切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？限制酶什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。二、基因操作的工具例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。１、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程点击播放

被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有

①不同生物的DNA被同一种限制酶切割形成的几个片段是否具有相同的末端？思考:②不同的限制酶切割同种生物的DNA形成的几个片段是否具有相同的末端？酶1识别序列和切割的位点是----GGATCC----酶2的识别序列和切割的位点是----GATC----请写出这两种酶切割形成黏性末端的作用过程2、基因工程的指“DNA连接酶”“

”

作用：将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子基因的针线——DNA连接酶

DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。DNA连接酶的作用过程点击播放

DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。

２、基因的针线──DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。3、基因的运载体（2）条件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（3）常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1）运载体的概念质粒主要是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。3、基因的运输工具—载体常用的载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。议一议2、作为载体，若没有切割位点将怎样？3、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何察觉？4、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链DNA不能与外源DNA连接载体上应有标记基因可能造成基因丢失载体(carrying)应该具有什么特点?？要让一个从甲生物细胞内取出来的基因(如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有运输工具,这就是运载体。3、基因的运输工具——运载体常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒作为运载体必须具备哪些条件？1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。3.具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。3、基因的载体条件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有一至多个限制酶切割位点③具有标记基因④对受体细胞无害、易分离质粒的特点1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；2、质粒的存在对宿主细胞无影响；3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。

标记基因，便于进行检测。

其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.

（4）它们的共同特点是都有侵染或进入宿主细胞的能力第一步：第二步：获取目的基因目的基因与运载体结合注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。三、基因工程基本步骤第三步：第四步:将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多一般检测：标记基因是否表达

大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物

三、基因工程基本步骤1、获取目的基因基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基因，也就是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等都是目的基因。要获得目的基因，主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因，另一条是人工合成基因。2、目的基因与运载体结合用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。细菌供体细胞取出质粒取出DNA用限制酶切断DNA用连接酶连接目的基因3、将目的基因导入受体细胞将重组DNA导入受体细胞扩增4、目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物

？思维拓展:

细菌和人是差异非常大的两种生物,通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种抗虫转基因植物生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因

工程疫苗和药物

许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。

微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。

将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。

通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。

科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。3、环境污染治理

利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。

转基因食品

安全吗?!

转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。用转基因的植物生产药物转基因生物：