基因工程的原理和技术（梁刚）2013.ppt

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1、基因工程原理---基本操作步骤1993年，我国科学家将苏云金芽孢杆菌的杀虫蛋白基因导入棉花细胞，培育出了抗棉铃虫效果明显的棉花新品系普通棉抗虫棉基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌(有抗虫特性)抗虫基因与载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)普通棉花(无抗虫特性)棉花植株(有抗虫特性)切取植物组织培养技术思考：棉花植株有抗虫特性说明什么？说明抗虫基因已经在棉花细胞中成功表达（合成杀虫蛋白）①获得目的基因②重组DNA的形成③重组DNA导入受体细胞（宿主细胞）④筛选含目的基因的受体细胞⑤目的基因的表达基因工程操作基本步骤一、获得目的基因目的基因：

2、我们所需要的基因◆获得目的基因的两种办法：1.目的基因的序列已知：化学方法合成（或用聚合酶链式反应—PCR技术扩增）P72.目的基因的序列未知：先建立基因文库后从基因文库中找到目的基因注意：辨析基因文库和基因库！化学合成方法：蛋白质中的氨基酸序列，推测相应的信使RNA序列，但推测出的信使RNA序列会有很多种！再逆转录合成目的基因二、形成重组DNA分子1.实质：目的基因和载体DNA连接过程2.载体:3.工具酶：限制性核酸内切酶、DNA连接酶质粒病毒细菌病毒植物病毒动物病毒下面以质粒做载体为例说明4.过程：以质粒做载体为例①用一定的限制性内切酶切割质粒，

3、使其出现一个切口，露出粘性末端。CTTAAGAATTCG二、形成重组DNA分子②通常用同一种限制性内切酶切断目的基因，产生相同的粘性末端。AATTCCTTAAGG4.过程：以质粒做载体为例二、形成重组DNA分子①用一定的限制性内切酶切割质粒，使其出现一个切口，露出粘性末端。③将切下的目的基因插入质粒的切口处，加适量的DNA连接酶，形成一个重组DNA分子（重组质粒）②通常用同一种限制性内切酶切断目的基因，产生相同的黏性末端。4.过程：以质粒做载体为例二、形成重组DNA分子①用一定的限制性内切酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。DN

4、A分子质粒通常用同一种限制酶一个切口两个切口两个粘性末端获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子(重组质粒)目的基因与目的基因结合质粒与质粒结合目的基因与质粒结合有三种情况目的基因与质粒结合的过程中可能有那些结合情况？探讨二、形成重组DNA分子三、将重组DNA分子导入受体细胞1.常用受体细胞大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等用适当的方法将形成的重组的DNA分子转移到合适的受体细胞中。基因工程科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,最主要原因是A.结构简单，操作方便B.繁殖速度快C.遗传物质含量少，简单D.性状稳定，变异少三、将重组DNA分子导

5、入受体细胞1.常用受体细胞用适当的方法将形成的重组的DNA分子转移到合适的受体细胞中。2.导入方法：感染、渗透、显微注射法等主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径3.导入过程：例:质粒作载体，大肠杆菌作受体细胞氯化钙宿主细胞:大肠杆菌细胞壁的通透性增大重组质粒进入宿主细胞目的基因随着宿主细胞的繁殖而复制三、将重组DNA分子导入受体细胞四、筛选含有目的基因的受体细胞★不是所有的受体细胞都接纳我们所需要的重组DNA分子，故需筛选。探讨大肠杆菌的某种质粒具有四环素抗性基因，这种质粒与目的基因重组后，被导入受体细胞，如何判断（检测）受体细胞是否获得了目的基因？思

6、路：根据受体细胞是否具有对四环素的抗性来判断方法：将导入完成后的受体细胞放在含有四环素的培养液中培养，观察其存活情况！五、目的基因的表达因所有生物共用一套遗传密码思考：从理论上看，目的基因为什么能在受体细胞内表达并合成与原来一样蛋白质？★★★关键辨析：筛选与表达的区别筛选：通过检测标记基因的有无筛选出含目的基因的受体细胞表达：通过检测目的基因特定表达产物有无或受体特定性状的出现与否来确定目的基因是否表达成功注意：基因工程成功=目的基因表达成功获得目的基因重组DNA的形成重组DNA导入受体细胞（宿主细胞）筛选含目的基因的受体细胞目的基因的表达基因工程操

7、作基本步骤小结1.基因工程中运用的载体与细胞膜上的载体在化学本质和功能两大方面有何不同？◆基因工程中运用的载体：化学本质：一定具有DNA功能（1）作为运载工具，将目的基因运送到受体细胞；（2）利用载体在受体细胞内对目的基因进行大量复制。◆细胞膜上的载体：化学本质：蛋白质功能：在易化扩散、主动转运中专一性地运输非基因的物质。思考与练习2.举例说明什么是目的基因？目的基因是我们所需要的基因。如人的胰岛素基因、干扰素基因、白细胞介素基因、抗病毒基因、抗虫基因、抗除草剂基因等。3.举例说明如何筛选出含有目的基因的受体细胞？例如：筛选受体细胞中重组质粒上的目的

8、基因，由于质粒上有抗生素如四环素的抗性基因，所以含有这种重组质粒的受体细胞能够在含有四环素的培养基中生长，而