第六章第二节基因工程及其应用.ppt

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1、第二节基因工程及其应用第六章从杂交育种到基因工程一、基因工程的原理又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，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,培育出新品种。1、基因工程的概念：基因工程基本工具：基因“剪刀”——限制性核酸内切酶基因“针线”——DNA连接酶基因的运载体——质粒、噬菌体、动植物病毒一、基因工程的原理2、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)CTTAAGAATTCG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。例

2、如:EcoRI限制酶，专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将序列切开。被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？黏性末端黏性末端尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATTAATTCCCTAAACGTGCTTAAAATTCCCATTGGGTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAGGGCATCTTAAAATTCCGTAG一、基因工程的原理3、“基因

3、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。即将脱氧核糖和磷酸连接起来。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATTAATTCCCTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG连接酶连接的部位：生成3′-5′磷酸二酯键思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？基因的运载工具——运载体：常用的运载体主要有两类：1）细菌细胞质的质粒质粒是基因工程最常用的运载体。存在：许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能自主复制的环状的DNA分子。本质：闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有

4、一个，有的一个细菌中有多个。2）噬菌体或某些动植物病毒DNAlinking-enzymerestrictionendonucleaseDNAlinking-enzyme胰岛素基因1.自我复制；3.具有多个限制酶切点；4.具有标记基因，便于进行筛选．质粒的特点：2、结构、分子量比较小5、基因工程的操作步骤：从细菌中取出质粒从细胞中取出DNA用同种限制酶切断两个DNA具有相同的黏性末端提取目的基因（如人的胰岛素基因）用连接酶将目的基因与质粒连接（形成重组DNA分子）目的基因与运载体结合（拼接)将目的基因通过运载体导入受体细胞（如大肠杆菌）利用质粒

5、中具有某些特性的基因进行检测并判断目的基因是否表达将目的基因导入受体细胞（导入）目的基因的检测与鉴定提取目的基因的方法用限制酶切断成许多片段⑴直接分离基因——鸟枪法又叫“散弹射击法”，犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗子弹击中目标,都能把鸟打下来具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。该法优点是操作简便，但是最大的缺点是具有

6、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将脱氧核苷酸合成合成基因。　　②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。目的基因的检测和鉴定受体细胞摄入DNA分子后并不是说明目的基因完成了表达，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。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

7、无表达产物的菌落，保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基因工程别名操作环境操作对象操作水平基本工具基本过程结果实质基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物提取→拼接→导入→检测和鉴定基因重组限制酶、DNA连接酶、运载体二、基因工程的应用1、基因工程与作物育种（1）获得高产、稳产和具有优良品质的农作物将富含赖氨酸的蛋白质编码基因转入玉米,获得转基因玉米。将控制番茄果实成熟的基因导入番茄,获得转基因耐贮存番茄,是世界上进入市场的第一种转基因植物。转入金鱼草基因的紫番茄富含花青素

8、，可明显减缓结肠癌细胞生长，同时具抵抗心血管疾病的功效。（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种二、基因工程的应用1、基因工程与作物育种苏云金杆菌抗虫基因普通棉花抗虫