基因工程育種

基因工程育種基因工程育種第1頁(yè)能發(fā)光水母能否能否讓熱帶魚(yú)也能發(fā)光?構(gòu)想不能發(fā)光熱帶斑馬魚(yú)基因工程育種第2頁(yè)基因工程育種第3頁(yè)超級(jí)小鼠與超級(jí)魚(yú)基因工程育種第4頁(yè)能產(chǎn)生人胰島素大腸桿菌基因工程育種第5頁(yè)基因“嫁接”基因工程育種第6頁(yè)

又稱(chēng)基因拼接技術(shù),或重組DNA技術(shù)。通俗說(shuō)，就是按照大家意愿，把一個(gè)生物某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一個(gè)生物細(xì)胞里，定向改造生物遺傳性狀?；蚬こ?geneengineering)基因工程育種第7頁(yè)1.原理：2.操作水平：3.結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物遺傳性狀，取得人類(lèi)所需要品種。基因工程(geneengineering)基因工程育種第8頁(yè)培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌簡(jiǎn)明過(guò)程：你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(guān)鍵步驟有哪些？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)實(shí)例展示基因工程育種第9頁(yè)培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)2.TWO胰島素基因與運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因“剪刀”基因“針線(xiàn)”基因運(yùn)載體基因工程育種第10頁(yè)如:EcoRI1、該限制酶只能識(shí)別GAATTC序列，說(shuō)明了限制酶含有特征是

。2、EcoRI限制酶識(shí)別了GAATTC序列后，將會(huì)發(fā)生什么樣改變？專(zhuān)一性1.基因剪刀—限制性?xún)?nèi)切酶

基因操作(geneengineering)工具基因工程育種第11頁(yè)模型構(gòu)建1CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪切目標(biāo)基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目標(biāo)基因黏性末端基因工程育種第12頁(yè)什么叫黏性末端？被限制酶切開(kāi)DNA兩條單鏈切口，帶有幾個(gè)伸出核苷酸，他們之間恰好互補(bǔ)配對(duì)，這么切口叫黏性末端?；蚬こ逃N第13頁(yè)基因工程育種第14頁(yè)2.分子針線(xiàn)—DNA連接酶(DNAlinking-enzyme)DNA連接酶連接是兩個(gè)脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子什么部位？基因操作(geneengineering)工具基因工程育種第15頁(yè)

DNA連接酶可把黏性末端之間縫隙“縫合”起來(lái)，是把梯子兩邊扶手?jǐn)嗫谶B接起來(lái)，這么一個(gè)重組DNA分子才能形成?；蚬こ逃N第16頁(yè)模型構(gòu)建2使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重組DNA分子RecombinantDNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG基因工程育種第17頁(yè)DNA聚合酶和DNA連接酶比較不一樣點(diǎn)相同點(diǎn)DNA聚合酶DNA連接酶連接DNA片段不需要模板連接是游離脫氧核苷酸需要模板連接不一樣脫氧核苷酸之間磷酸和脫氧核糖，形成磷酸二酯鍵基因工程育種第18頁(yè)目標(biāo)基因(如人胰島素基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？3.基因運(yùn)輸工具——運(yùn)載體(carrying)常見(jiàn)運(yùn)載體(carrying)有兩類(lèi)：(1)細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)質(zhì)粒(plasmid)(2)噬菌體(bacteriophages)或一些動(dòng)植物病毒(virus)基因操作(geneengineering)工具基因工程育種第19頁(yè)基因操作(geneengineering)工具作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保留。2.具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，方便與外源基因連接。3.對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)毒害作用。4.含有一些標(biāo)識(shí)基因，便于進(jìn)行篩選。如抗菌素抗性基因、產(chǎn)物含有顏色反應(yīng)基因等?；蚬こ逃N第20頁(yè)

1、細(xì)胞染色體（或擬核DNA分子）外能自主復(fù)制小型環(huán)狀DNA分子；2、質(zhì)粒存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響；3、質(zhì)粒復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。大腸桿菌質(zhì)粒

(plasmid)：基因工程育種第21頁(yè)三、基因工程基礎(chǔ)步驟1、獲取目標(biāo)基因基因工程第一步，是取得大家所需要特定基因，也就是目標(biāo)基因如抗蟲(chóng)基因，抗病基因、種子貯存蛋白基因，以及人胰島素基因、干擾素基因等都是目標(biāo)基因。要取得目標(biāo)基因，主要有兩條路徑：一條是從供體細(xì)胞DNA中直接分離基因，另一條是人工合成基因?；蚬こ逃N第22頁(yè)2、目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目標(biāo)基因相同限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目標(biāo)基因插入切口處，讓目標(biāo)基因黏性末端與切口上黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連接酶作用下連接形成重組DNA分子。細(xì)菌供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出DNA用同種限制酶切斷DNA用連接酶連接目標(biāo)基因基因工程育種第23頁(yè)3、將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞擴(kuò)增基因工程育種第24頁(yè)4、目標(biāo)基因表示和檢測(cè)大量受體細(xì)胞接收不多目標(biāo)基因。處理受體細(xì)胞中真正攝入了目標(biāo)基因極少，必須將它從中檢測(cè)出來(lái)。將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目標(biāo)基因表示產(chǎn)物。淘汰無(wú)表示產(chǎn)物菌落，保留有表示產(chǎn)物深入培養(yǎng)、研究。無(wú)表示產(chǎn)物無(wú)表示產(chǎn)物有表示產(chǎn)物無(wú)表示產(chǎn)物

基因工程育種第25頁(yè)基因工程育種第26頁(yè)基因工程(geneengineering)

“四步曲”提取目標(biāo)基因1目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合2將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞3目標(biāo)基因檢測(cè)和表示4基因工程育種第27頁(yè)12基因工程操作工具1.基因剪刀

——限制性?xún)?nèi)切酶2.基因針線(xiàn)

——ＤＮＡ連接酶

3.基因運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體

基因工程操作步驟1.目標(biāo)基因提取2.目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目標(biāo)基因檢測(cè)與表示基因工程(geneengineering)原理小結(jié)基因工程育種第28頁(yè)1、基因工程與作物育種基因工程應(yīng)用基因工程育種第29頁(yè)生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有些人生長(zhǎng)激素轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)基因工程育種第30頁(yè)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因甜椒轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因番茄取得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和含有優(yōu)良品質(zhì)農(nóng)作物和含有抗逆性作物新品種。基因工程育種第31頁(yè)2、基因工程與藥品研制我國(guó)生產(chǎn)個(gè)別基因

工程疫苗和藥品許多藥品生產(chǎn)是從生物組織中提取。受材料起源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)快速，輕易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成對(duì)應(yīng)藥品成份基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生對(duì)應(yīng)藥品，不但能處理產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。基因工程育種第32頁(yè)胰島素從豬、牛等動(dòng)物胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!基因工程育種第33頁(yè)3、環(huán)境保護(hù)

基因工程做成“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解各種污染環(huán)境物質(zhì)。

通常一個(gè)細(xì)菌只能分解石油中一個(gè)烴類(lèi)，用基因工程培育成功“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中各種烴類(lèi)化合物。有還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)?；蚬こ逃N第34頁(yè)

利用基因工程培育“指示生物”能十分靈敏地反應(yīng)環(huán)境污染情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還能夠吸收和轉(zhuǎn)化污染物?；蚬こ逃N第35頁(yè)

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?基因工程育種第36頁(yè)1.以下說(shuō)法正確是（）

A、全部限制酶只能識(shí)別一個(gè)特定核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一運(yùn)載體

C、運(yùn)載體必須具備條件之一是：含有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，方便與外源基因連接

D、DNA連接酶使黏性末段堿基之間形成氫鍵C練習(xí)基因工程育種第37頁(yè)2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體理由是

A、能復(fù)制（）

B、有多個(gè)限制酶切點(diǎn)

C、含有標(biāo)識(shí)基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習(xí)基因工程育種第38頁(yè)3.相關(guān)基因工程敘述中，錯(cuò)誤是（）

A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物遺傳性狀，培育生物新品種

B、重組DNA形成在細(xì)胞內(nèi)完成

C、目標(biāo)基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體BD練習(xí)基因工程育種第39頁(yè)練習(xí)：4要使目標(biāo)基因與對(duì)應(yīng)載體重組，所需兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③Ａ基因工程育種第40頁(yè)5、實(shí)施基因工程第一步一個(gè)方法是把所需基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。一個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別ＤＮＡ分子ＧＡＡＴＴＣ次序，切點(diǎn)在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶（）Ａ．高效性Ｂ．專(zhuān)一性