基因工程(使用)

1、,基因重组,基因突变,染色体变异,染色体变异,杂交,人工诱变,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,秋水仙素处理,简单易行。,1.可产生新的基因。2.可选育菌种。,工作量大，盲目性大。,明显缩短育种年限，育种时间较短。,技术复杂，需与杂交育种配合,各种器官大、营养成分高、抗性强,获得的新品种发育延迟,1.育种时间长。 2.不能产生新的基因。 3.不能用于菌种选育。,第六章 第2节 基因工程及其应用,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%

2、-50%!,一、基因工程的概念： 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。,基因重组,生物体外,基因/DNA,分子水平,剪切拼接导入表达,人类需要的基因产物,1、 基因的“剪刀”限制性核酸内切酶 识别特定核苷酸序列，在特定的切点切DNA，具特异性。 并裂解磷酸二酯键， 产生两个黏性末端。,二、基因操作的工具,黏性末端,例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。,EcoR,模型构建1,练习使用EcoRI 剪切目的基因,黏性末端,2、基

3、因的“针线” DNA连接酶 连接酶的作用： 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。 连接的部位： 生成磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程：,3、基因的运载体质粒或病毒 作用： 将外源基因送入受体细胞。 种类： 质粒、噬菌体和动植物病毒。,从细胞中分离出DNA,从大肠杆菌中提取质粒,提取目的基因,目的基因与运载体结合,DNA连 接酶,目的基因导入受体细胞,目的基因的表达与检测,基因工程操作的基本步骤,基因工程的操作工具,1.基因的剪刀 限制性内切酶,2.基因的针线 连接酶,3.基因的运输工具 质粒和病毒,基因工程的操作步骤,1.目的基因的提取,2.目的基因与运载体结合,

4、3.目的基因导入受体细胞,4.目的基因的检测与表达,基因工程的原理,小结,二、基因工程的应用： 1、基因工程与作物育种 2、基因工程与药物研制：,转基因马铃薯,转基因烟草,一、基因工程与作物育种,抗虫棉,抗CMV甜椒,抗虫原理？抗虫结果？,临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产,1987年开始上市的干扰素,生产胰岛素历史？,二、基因工程与药物研制,乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,转基因食品看起来分外诱人,餐桌上的基因 转基因食品你敢吃吗？ 转基因食品ABC,安全吗？,几种常见育种方法的比较,作业：,杂交自交选优,基因重组,不同个体的优良性状可集中到同一个个

5、体上,育种时间长，需及时发现优良性状,杂交水稻 中国荷斯坦牛,花药离体培养、秋水仙素诱导加倍,染色体变异,明显缩短育种年限，后代一般都为纯种,技术复杂，成本高,普通小麦花药离体培养,秋水仙素处理萌发的种子、幼苗,染色体变异,植物茎杆粗壮，果实、种子大，营养高,发育延迟，结实率低,无籽西瓜,物理或化学方法处理动植物 、微生物,基因突变,提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程,有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性,青霉菌高产菌株的培育 黑农五号大豆,基因重组,将一种生物特定基因转移到另一种生物体内,定向地改造生物的遗传性状,可能引起生态危机，技术难度大,转基因抗虫棉,练习：,要使

6、目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ） 限制酶连接酶解旋酶还原酶 实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（） 高效性专一性 多样性催化活性易受外界影响,基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因 ,4下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（）,C,5.基因工程技术中的目的基因主要来源于,A.自然界现存在生物体内的基因B.自然突变产生的新基因C.人工诱变产生的新基因D.科学家

7、在实验室中人工合成的基因,A,6、下列关于基因工程的叙述中,正确的是:,A.限制酶只用于提取目的基因B.细菌体内的环状DNA均可作运载体C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.,7、以下说法正确的是:,A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达,C,B,8、(多选题)如图,下列有关酶功能的叙述中,正确的是,A.切断a处的酶为限制性内切酶B.连接a处的酶为DNA连接酶C.切断b处的酶为解旋酶D.连接b处的酶

8、为RNA聚合酶,ABC,A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.,9.（2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是,B,10、(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是,A.该技术导致生物定向变异B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基对连接起来C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料D.受精卵是理想的受体,ACD,基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：, ,（2）基因表达的含义是