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。
