基因工程及其应用-用.ppt

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1、v豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮基因决定性状基因决定性状设设想一想一想一想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？的氮？能否制造出一种发光树用作路灯呢？能否制造出一种发光树用作路灯呢？设设想二想二想二想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？等珍贵的药物？设设想三想三想三想三定向基因改造定向基因改造设想想经过多年努力，科学家于多年努力，科学家于20世世纪70年代年代创立了立了可以可以定向改造定向改造生物性状的新技生物性状的新技术基因工程基因工程。第第2 2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用(基因基因拼接拼

2、接技术技术或或DNA重组重组技术技术)一一.基因工程的原理：基因工程的原理：理论基础理论基础:所有的生物共用一套密码子所有的生物共用一套密码子变异类型变异类型:基因重组基因重组(人为定向变异人为定向变异)1、基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切限制性核酸内切酶（限制限制酶）二二、基因操作的工具基因操作的工具例：大例：大肠杆菌的一种限制杆菌的一种限制酶(EcoR)能能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之之间切开。切开。识别特定核苷酸序列，特定核苷酸序列，裂解裂解磷酸二磷酸二酯键，具具特异性。特异性。黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端例：例：EcoRI 酶切位点切位点2、基因的、基因的“

3、针线”DNA连接接酶连接接酶的作用：将的作用：将DNA双双链上两个缺口上两个缺口连接起接起来，来，形成形成 3-5磷酸二磷酸二酯键。DNA连接接酶的作用的作用过程程：DNA连接酶连接酶3、基因的运载体、基因的运载体 质粒或病毒质粒或病毒作用：作用：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。条件：条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点(便于与外源基因连接便于与外源基因连接)；具有某些标记基因具有某些标记基因种类：种类：质粒质粒、噬菌体和动植物病毒。、噬菌体和动植物病毒。（如抗（如抗药、产物具有物具有颜色反色反应的基因，便于

4、的基因，便于筛选）。）。质粒粒抗四环素抗四环素 基因基因抗青霉素基因抗青霉素基因小型环状的小型环状的DNA分子分子存在于存在于许多多细菌或酵母菌等生物的菌或酵母菌等生物的细胞中，是胞中，是拟核核或或细胞核外能胞核外能够自主复制的自主复制的环状状DNA分子分子。1.提取目的基因：提取目的基因：2.目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合重组质粒重组质粒目的基因目的基因 和和质粒质粒同种限制酶同种限制酶 切割切割DNA连接酶连接酶（重组（重组DNA）3.目的基因导入受体细胞目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测和鉴定目的基因的检测和鉴定（细菌、酵母菌等）（细菌、酵母菌等）没有没有运载体上的运载体上

5、的标记基因标记基因繁殖速度快繁殖速度快受体细胞中有无受体细胞中有无 标记基因标记基因受体细胞是否受体细胞是否产生特定性状产生特定性状也可也可人工合成人工合成（需要碱基互补配对）（需要碱基互补配对）三三.基因工程的步骤基因工程的步骤:转基基因因马铃薯薯转基基因因烟烟草草1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种四、基因工程的应用：四、基因工程的应用：抗虫棉抗虫棉苏云云金金芽芽孢杆杆菌菌的的抗抗虫虫基基因因全身散全身散发绿色色荧光的光的转基因基因鱼乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子IXIX的的的的转转基因山羊基因山羊基因山羊基因山羊美科学家研制出世界美

6、科学家研制出世界上第一只上第一只转基因蝴蝶基因蝴蝶首只首只转基因猴降生基因猴降生超凡嗅超凡嗅觉能力的能力的转基因鼠基因鼠胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌，每每2000L培养液就能培养液就能产生产生100g胰岛素！使胰岛素！使其价格降低了其价格降低了30%-50%!2、基因工程与基因工程与药物研制物研制从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg

7、1mg！通过基因工程通过基因工程的方式创造了能合的方式创造了能合成人干扰素的大肠成人干扰素的大肠杆菌，每杆菌，每1Kg1Kg的培养的培养液可提取液可提取204mg204mg干干扰素扰素3、基因工程与基因工程与环境境污染治理染治理：通常一种通常一种细菌只能分解石油中的一种菌只能分解石油中的一种烃类，用基因，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超级细菌菌”却能分解石油中的多种却能分解石油中的多种烃类化合物。有的化合物。有的还能吞食能吞食转化汞、化汞、镉等重金属，分解等重金属，分解DDT等毒害物等毒害物质。基因工程做成的基因工程做成的“超超级细菌菌”能吞食和分能吞食和分解多种解多种污染染环境的物境

8、的物质。转基因食品看起来分外基因食品看起来分外诱人人五、转基因生物和转基因食品的安全性：五、转基因生物和转基因食品的安全性：方式方式 原理原理 获得途径方法获得途径方法 主要优点主要优点 诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种 多倍体育种多倍体育种 基因工程育种基因工程育种杂交育种交育种基因重基因重组杂交交 自交自交 选种种 自自交交“集集优”，操作，操作简单 基因突基因突变物理方法：激光或物理方法：激光或辐射等射等化学方法：化学化学方法：化学药剂处理理 提高提高变异异频率，大率，大幅度改良某些性状幅度改良某些性状 染色体染色体变异异花花药离体培养离体培养秋水仙素加倍秋水仙素加倍缩短育种年限短育种年限 染色体染色体变异异 秋水仙素秋水仙素处理萌理萌发种子或幼苗种子或幼苗器官大，器官大，营养含量高养含量高 基因重基因重组 基因工程操作基因工程操作定向改造生物性状，定向改造生物性状，克服克服远缘杂交不交不亲和障碍和障碍六、六、几种主要育种方法的比几种主要育种方法的比较