基因工程及其应用ppt.ppt
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1、豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一:目前,资料一:目前,全球的氮肥生全球的氮肥生产耗费世界总产耗费世界总电力的电力的3%-4%,且农作物只能且农作物只能吸收氮肥的吸收氮肥的1/10,造成了大造成了大面积土壤和水面积土壤和水质的污染。质的污染。蜘蛛能够吐出蛛丝蜘蛛能够吐出蛛丝资料二:蛛丝是自资料二:蛛丝是自然界最奇特的物质然界最奇特的物质之一,它具有极强之一,它具有极强的韧度,其韧度是的韧度,其韧度是同样直径钢材的好同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不几倍。但与家蚕不同,蜘蛛不能家养,同,蜘蛛不能家养,因为它们会互相吞因为它们会互相吞食,所以不可能建食,所以不可能
2、建立人工饲养蜘蛛的立人工饲养蜘蛛的农场。农场。30多年来,多年来,科学家们一直试图科学家们一直试图找到利用其他生物找到利用其他生物体来制造蛛丝的办体来制造蛛丝的办法。法。资料三资料三 以往,治疗糖尿病以往,治疗糖尿病的胰岛素是从动物的胰岛素是从动物胰腺中提取的,从胰腺中提取的,从100千克猪、牛等动千克猪、牛等动物的胰腺只能提取物的胰腺只能提取34克胰岛素,治克胰岛素,治疗一个患者需宰杀疗一个患者需宰杀4050头牛,这种头牛,这种药物的造价就可想药物的造价就可想而知了。而知了。微生物可以有分泌产物,且微生物繁微生物可以有分泌产物,且微生物繁殖速率快殖速率快设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气
3、中能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮?的氮?能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蛛丝?蛛丝?设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物?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。第第2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用基因工程基因工程:又叫基因拼接技术或又叫基因拼接技术或DNADNA重组技术。重组技术。就是按照人们的意愿,把一种生物的就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因某种基因提提取出来,加以修饰和改造,然后放到另一种生物取出来,加以修饰和改造,然后放到另一种生物的细胞里,的细胞里
4、,定向定向的改变生物的遗传性状。的改变生物的遗传性状。原理原理:基因重组:基因重组结果结果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要产品。所需要产品。一、基因工程概念一、基因工程概念?基因工程是在基因工程是在分子分子水平的设计和水平的设计和施工,需要有专门的工具,生物体内有施工,需要有专门的工具,生物体内有哪些专门的哪些专门的工具工具呢?呢?2023/3/61.1.将目的基因片断从人体细胞内提取,将目的基因片断从人体细胞内提取,需要需要基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶。限制性内切酶。2.2.将目的基因运入大肠杆菌,将目的基因运入大肠杆菌,需要需要基因的运输工
5、具基因的运输工具运载体。运载体。3.3.将目的基因与运载体将目的基因与运载体DNADNA连接,连接,需要需要基因的针线基因的针线DNADNA连接酶。连接酶。二、基因工程操作的工具二、基因工程操作的工具(1 1)分布分布:主要在微生物中。主要在微生物中。(2 2)特特点点:专专一一性性和和特特异异性性,即即识识别别特特定定核核苷苷酸酸序列,切割特定切点。序列,切割特定切点。(3 3)结果结果:产生黏性未端(碱基互补配对)。产生黏性未端(碱基互补配对)。(4 4)作作用用:基基因因工工程程中中重重要要的的切切割割工工具具,能能将将外外来的来的DNADNA切断,对自己的无损害。切断,对自己的无损害。
6、(5 5)举举例例:大大肠肠杆杆菌菌的的一一种种限限制制酶酶(EcoREcoR)能能识别识别GAATTCGAATTC序列,并在序列,并在G G和和A A之间切开。之间切开。一种限制酶一种限制酶只能识别只能识别一种特定一种特定的核苷酸序列,并在特定的切割点上将的核苷酸序列,并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有分子切断。目前已发现的限制酶有200200多种。多种。1.基因的基因的“剪刀剪刀”:限制性核酸内切酶:限制性核酸内切酶1.基因的基因的“剪刀剪刀”:限制性核酸内切酶:限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶1.基因的基因的“剪
7、刀剪刀”:限制性核酸内切酶:限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶切割切割磷酸二酯键磷酸二酯键1.基因的基因的“剪刀剪刀”:限制性核酸内切酶:限制性核酸内切酶A A T T C C T T A AGG氢键自动断裂1.基因的基因的“剪刀剪刀”:限制性核酸内切酶:限制性核酸内切酶A A T T C C T T A AGG(1 1)作用:将外源基因送入受体细胞)作用:将外源基因送入受体细胞(2 2)种类:种类:1 1)质粒)质粒 2 2)噬菌体)噬菌体或动植物病毒或动植物病毒2.2.基因的运输工具:运载体基因的运输工具:运载体大肠杆菌的大肠杆菌的质粒质粒(pla
8、smid):运载体应该运载体应该具有什么特具有什么特点呢点呢?2.2.基因的运输工具:运载体基因的运输工具:运载体运载体运载体(carrying)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;具有具有多个限制酶切点多个限制酶切点以以便与外源基因相连;便与外源基因相连;具有具有标记基因标记基因,便于进,便于进行筛选行筛选2.2.基因的运输工具:运载体基因的运输工具:运载体(1 1)作用对象:两个具有相同粘性末端的)作用对象:两个具有相同粘性末端的DNADNA片段。片段。(2 2)作用位置:磷酸二酯键。)作用位置:磷酸二酯键。(3 3)作用结果:形成重组)作用结果:形成重组
9、DNADNA。3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶 A A T T C C T T A AGG3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶 A A T T C C T T A AGG碱基互补配对3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶A A T T C C T T A AGGDNA连接酶连接酶3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶 A A T T C C T T A AGGDNA连接酶连接酶3.基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶 A A T T C C T T A AGGDNA连接酶连接酶连接连接磷酸二酯键磷酸二酯
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