基因工程及其应用 .ppt

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1、资料一：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。资料二：细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的生物。细菌具有代谢旺盛，繁殖能力强的特点。能否让细菌“吐出”蛛丝？杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组基因突变染色体数目变异染色体数目变异亲本杂交……用物理或化学方法诱变花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理单倍体幼

2、苗→纯种秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简便，将不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率缩短育种进程大幅度改良性状有利变异少，盲目，需大量处理实验材料明显缩短育种年限技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、结实率低，发育延迟育种年限长几种育种技术比较第2节基因工程及其应用思考：要把蜘蛛的合成蛛丝蛋白的基因“嫁接”到细菌上，关键步骤是什么？关键步骤一：怎样提取蛛丝蛋白的基因？关键步骤二：怎样将蛛丝蛋白基因导入到细菌体内？关键步骤三：怎样鉴定蛛丝蛋白基因已经导入细菌体内并成功表达？基因的剪刀——限制性

3、核酸内切酶（限制酶）基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体(DNA)（一）基因操作的工具基因的剪刀——限制性核酸内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体一、基因工程的原理1、基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶）来源：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶。作用：能识别特定的核苷酸序列，能在特定的位点对DNA分子进行切割。特点：具有特异性。限制性内切酶识别位点EcoRⅠXbaⅠXhoⅠNdeⅠG↓AATTCT↓CTAGAC↓TCGAGCA↓TATG表：几种常用限制

4、性内切酶及其酶切位点（1）只能识别一种特定的核苷酸序列（2）只能在特定的位点上切割DNA分子大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。例如：限制酶重播黏性末端切割位置：磷酸与脱氧核糖间的化学键（磷酸二酯键）练一练：使用EcoRⅠ切割的结果(识别GAATTC)CGAATTCTAACCGGAATTCGAGCTCGCTTAAGATTGGCCTTAAGCTCGAGAATTCTAACCGGGATTGGCCTTAA如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶进行切割，然后将切割以后的片段混合

5、在一起结果会怎样呢？会产生相同的黏性末端，相同的粘性末端之间可以通过碱基互补配对原则形成氢键。GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割2、基因的针线——DNA连接酶连接位置：磷酸与脱氧核糖间的化学键（磷酸二酯键）黏性末端的黏合：互补的碱基形成氢键连接黏性末端的连接：DNA连接酶连接缺口3、基因的运载工具——运载体：常用的运载体主要有两类：1）质粒2）噬菌体或某些动植物病毒原理：利用运载体侵染宿主细胞的能力，将目的基因导

6、入宿主细胞。质粒：质粒是基因工程最常用的运载体。质粒存在于细菌、酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够进行自主复制的很小的环状DNA分子。(1)能在宿主细胞中复制并稳定保存；(2)具有多个限制酶的切点，便于与不同的目的基因连接；(3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。运载体的特点基因工程四个基本步骤：1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和鉴定目的基因的检测与鉴定：目的基因的检测是根据运载体上的标记基因所控制的生物性状是否表现来判断，如下表检测目的检测依据检测

7、方法目的基因的导入目的基因是否已经导入受体细胞依据受体细胞是否具有运载体所特有的“标记基因”所控制的性状如运输目的基因的运载体含有抗四环素基因，目的基因导入成功与否，主要看受体细胞能否在含有四环素的培养基上生长目的基因的表达目的基因是否已完成表达依据受体细胞是否表现出“目的基因”所控制的性状出现目的基因、mRNA、合成相关蛋白质转基因棉花常采用让棉铃虫食用叶片的方法基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果实质优点基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平改造生物的遗传性状基因重组打破生殖隔离

8、；（二）基因工程的概念定向地改变生物基因工程让细菌“吐丝”：普通细菌蜘蛛提取蛛丝蛋白基因与运载体DNA结合导入转基因细菌(含蛛丝蛋白基因)蛛丝蛋白本节主要内容1）基因操作的工具2）基因工程的基本步骤3）基因工程的概念作业启迪有方6-2《基因工程及应用》。