基因工程及其应用（公开课课件）.ppt

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1、基因工程培育抗虫棉的简要过程：（一）基因工程的概念普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技术或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，定向地改造生物的性状。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关

2、键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？（二）基因操作的工具基因的“剪刀”——限制性内切酶基因的“针线”——DNA连接酶基因的运载工具——运载体基因的“剪刀”—限制性内切酶（限制酶）（二）基因操作的工具存在：主要是微生物体内特点：特异性即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。（二）基因操作的工具大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶基因的“剪刀”—限制性内切酶（限制酶）（二）基因操

3、作的工具限制酶基因的“剪刀”—限制性内切酶（限制酶）什么叫黏性末端？（二）基因操作的工具被限制酶切开的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。（二）基因操作的工具如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具导入过程需要运输工具——基因的运载体。运载体的作用有哪些？作用：作为运载工具，将

4、外源基因转移到受体细胞中去。作为运载体必须具备哪些条件？（二）基因操作的工具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。如抗生素抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。基因的运载工具——运载体：（二）基因操作的工具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（二）基因操作的工具质粒是基因工程最常用的运载体。质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核区以外的DNA分子。绝大多数

5、细菌质粒都是很小的环状DNA分子。大肠杆菌的质粒：（二）基因操作的工具最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，常含有抗药基因。基因的针线：DNA连接酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割目的基因片段质粒DNA片段重组DNA分子基因的针线——DNA连接酶（二）基因操作的工具DNA连接酶可把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。四个基本步骤：（三）基因操作的基本

6、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）目的基因的检测和表达（三）基因操作的基本步骤目的基因是人们所需要转移或改造的基因。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。步骤一：目的基因的提取方法：1、直接分离法2、人工合成法（三）基因操作的基本步骤步骤二：目的基因与运载体重组1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端。3）将切下的目的基因片段插

7、入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。（三）基因操作的基本步骤步骤二：目的基因与运载体结合（三）基因操作的基本步骤常用的受体细胞：有大肠杆菌、酵母菌和动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。步骤三：目的基因导入受体细胞目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。（三）基因操作的基本步骤步骤四：目的基因的检测和表达

8、检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因判断目的基因是否导入表达：受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。基因工程的基本原理总结：1）基因工程的概念2）基因工程操作的工具3）基因工程操作的基本步骤四、　基因工程的应用一、基因工程与作物育种生长快、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