1、 基因工程及其应用基因工程及其应用 高一高一 人教版人教版 西安电子科技大学附中西安电子科技大学附中 周彤周彤 又称又称基因拼接技术基因拼接技术, ,或或重组重组DNA 技术技术。 通俗的说,就是按照人们的意愿,把通俗的说,就是按照人们的意愿,把一一 种生物种生物的某种基因提取出来,加以修饰的某种基因提取出来,加以修饰 改造,然后放到改造,然后放到另一种生物另一种生物的细胞里,的细胞里, 定向定向的改造生物的遗传性状。的改造生物的遗传性状。 一、一、基因工程基因工程(Gene engineering) 原原 理理: 操作水平操作水平: 结结 果果: 基因重组基因重组 DNADNA分子水平分子水
2、平 定向地改造生物性状,定向地改造生物性状, 获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。 1.基因工程简介基因工程简介 如何让奶牛产生人奶?如何让奶牛产生人奶? 如何让奶牛产生人奶?如何让奶牛产生人奶? 你认为上述培育转你认为上述培育转 基因奶牛的关键步基因奶牛的关键步 骤有哪些?骤有哪些? 人体组织细胞人体组织细胞 提取提取 乳铁蛋白等基因乳铁蛋白等基因 与运载体与运载体DNA拼接拼接 导入导入 奶牛细胞奶牛细胞 转基因奶牛转基因奶牛 ( (能分泌人奶能分泌人奶) ) 培育转基因奶牛的关键步骤:培育转基因奶牛的关键步骤: 一一 乳铁蛋白乳铁蛋白 等基因从等基因从 人体细胞人体细胞 提取提取
3、出来出来 二二 目的基因目的基因 与运载体与运载体 DNADNA连接连接 三三 导入导入受体受体 ( (奶牛奶牛) )细胞细胞 基因的“剪刀”基因的“剪刀” 基因的“针线”基因的“针线” 基因的运载体基因的运载体 如如:EcoRI 1、该限制酶只能识别、该限制酶只能识别GAATTC的序列,的序列, 说明了限制酶具有的特性是说明了限制酶具有的特性是 。 2、 EcoRI限制酶识别了限制酶识别了GAATTC的序列后,的序列后, 将会发生什么样的变化?将会发生什么样的变化? 思考思考 专一性专一性 1.基因的基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶 2.基因工程的工具 GAAGTACTTAAGGCAT
4、CTTAAGGGATT CTTCATGAATTCC GTAGAATTCCCTAA 使用使用EcoRI 剪切目的基因剪切目的基因 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA AATTCCGTAG 目的基因目的基因 黏性末端黏性末端 目的基因目的基因(如人的乳铁蛋白基因如人的乳铁蛋白基因)怎样才能导入怎样才能导入 受体细胞受体细胞(如奶牛细胞如奶牛细胞)? 2.基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体 基因工程的工具 运载体运载体( (carrying)需具备的特点: 1 1能够在宿主细胞内能够在宿主细胞内复制复制并稳定保存;并稳定保存; 具有
5、具有多个限制酶切点多个限制酶切点以便与外源基以便与外源基 因相连;因相连; 具有具有标记基因,标记基因,便于进行筛选便于进行筛选 常用的运载体:常用的运载体: 1)细菌细胞质的)细菌细胞质的质粒质粒 2)噬菌体噬菌体 3)某些)某些动植物病毒动植物病毒 使用使用EcoRI 剪切质粒(环状剪切质粒(环状DNA) 3.分子针线分子针线DNA连接酶连接酶 思考思考 DNA连接酶连接的是两个脱氧连接酶连接的是两个脱氧 核苷酸分子的什么部位?核苷酸分子的什么部位? 基因工程的工具 使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子 目的基因目的基因 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGT
6、ACTTAA GGGATT 质粒质粒 GG.CATCTTAA AATTCC.GTAG GG.CATCTTAA AATTCC.GTAG 3.小结小结-基因工程的“四步曲”基因工程的“四步曲” 提取提取目的基因目的基因 1 目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合 2 将目的基因将目的基因导入导入受体细胞受体细胞 3 目的基因的目的基因的检测检测和和鉴定鉴定 4 目的基因的检测:通过检测目的基因的检测:通过检测标记基因标记基因的有无的有无 目的基因的表达鉴定:通过目的基因的表达鉴定:通过特定性状特定性状的产生的产生 生活中的转基因食品生活中的转基因食品 一、基因工程与作物育种 抗虫转基因植物 转黄
7、瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基转鱼抗寒基 因的番茄因的番茄 抗乙肝西红柿抗乙肝西红柿导入了转基因疫苗,人如果每周导入了转基因疫苗,人如果每周 生吃生吃1 1- -2 2个个, ,每年吃每年吃2 2- -3 3个月就能达到去医院注射乙个月就能达到去医院注射乙 肝疫苗的效果。肝疫苗的效果。 2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制 微生物生长迅速,容易控制。微生物生长迅速,容易控制。将生物合成相将生物合成相 应药物成分的基因应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产导入微生物细胞内,让它们产 生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大 降低生产成本。降低生产成本。 能产生能产生人胰岛素人胰岛素的大肠杆菌的大肠杆菌 3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护 基因工程做成的基因工程做成的 “超级细菌超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。 用用 “超级细菌”能分解石油中的多种烃类化合物。有“超级细菌”能分解石油中的多种烃类化合物。有 的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。