6.2《基因工程及其应用》 课件 张玉芬

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1、基因工程及其应用第2节视频链接江苏省滨海中学转鱼抗寒基因的番茄转基因鲑鱼高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种.抗虫害的玉米什么是基因工程?基因工程的原理是什么?本课聚焦:豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%，且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。资料分析引入蜘蛛能够吐出蛛丝资料二：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

2、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。资料三以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蛛丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，

3、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。原理：操作水平：结果：一、基因工程的定义目的基因供体细胞受体细胞基因重组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。获得新性状二、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，并在特定的切点上切割DNA分子。专一性如:EcoRI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:GAATTCCG

4、TAGAATTCGGATT尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT练一练:GGCATCTTAAAATTCCGTAG２、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。DNA连接酶的作用过程点击播放基因的针线：DNA连接酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCG

5、GCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键3、基因的运输工具——运载体运载体必须同时满足三个要求：①具有一到多个限制酶的酶切位点,以便与外源基因连接;②能进入受体细胞并在受体细胞内稳定存在并能复制、表达；③具有标记基因,便于目的基因的筛选.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等标记基因，便于进行检测。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.三、基因工程基本步骤1、获取目的基因提取目的

6、基因的方法用限制酶切断成许多片段⑴直接分离基因——鸟枪法将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。　　该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。⑵人工合成基因法DNA合成仪有两种方法：　　　　　①逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下利用脱氧核苷酸合成DNA(基因)。　　②化学合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核糖核苷酸顺序，再据此推算出

7、基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。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DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞导入扩增常用的受体细胞：菌类和动植物细胞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

8、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第一步：获取目的基因基因工程基本步骤：第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第四步:目的基因的表达和检测？如何让大肠杆菌生产人胰