《基因工程簡介》課件

基因工程簡介一.基因工程的基本內(nèi)容（一）基因工程概念（基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)）1.概念：2.基本過程：是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。目的技術(shù)水平剪切→拼接→導入→表達基因工程簡介一.基因工程的基本內(nèi)容（一）基因工程概念（基因拼1（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶一種酶識別并切割一種特定的核苷酸序列G

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GGCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端問題1.①該限制酶識別的核苷酸序列為：②該限制酶識別的切點是：③該限制酶剪切的化學鍵是：GAATTCGA磷酸二酯鍵限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶一種酶識2（2）基因的針線——DNA連接酶使兩條DNA黏性末端連接起來GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGDNA連接酶問題2.DNA連接酶連接的對象是：磷酸二酯鍵GCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端（2）基因的針線——DNA連接酶使兩條DNA黏性末端連接起來3大腸桿菌細胞（3）基因的運輸工具——運載體①作用：②運載體具備的條件：③常用的運載體：質(zhì)?？股乜剐曰虼笮铜h(huán)狀DNA將目的基因送入受體細胞。Ⅰ.能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。Ⅱ.具有多個酶切點以便與外源基因連接。Ⅲ.具有某些標記基因，便于進行篩選。質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因大腸桿菌細胞（3）基因的運輸工具——運載體①作用：質(zhì)?？股?（三）基因操作的基本步驟1.提取目的基因（1）主要途徑：①直接分離基因工－－“鳥槍法”供體細胞中DNA導入受體細胞擴增含目的基因的受體細胞分離目的基因限制內(nèi)切酶若干個DNA片段運載體整合尋找優(yōu)點：缺點：操作簡便工作量大、具盲目性說明：因為真核基因含有內(nèi)含子，一般不用此法。（三）基因操作的基本步驟1.提取目的基因（1）主要途徑：①直5（2）人工合成基因①mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA蛋白質(zhì)中氨基酸排序mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA②逆轉(zhuǎn)錄推導逆轉(zhuǎn)錄說明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也可用于原核目的基因提取問題3.合成的基因相當于真核基因中的什么？編碼區(qū)的外顯子中堿基序列（2）人工合成基因①mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA蛋白62.目的基因與運載體結(jié)合帶目的基因的DNA質(zhì)粒與目的基因黏性末端相同帶目的基因的重組質(zhì)粒DNA連接酶質(zhì)粒相同限制酶切割DVA重組2.目的基因與運載體結(jié)合帶目的基因的DNA質(zhì)粒與目的基因黏性73.將目的基因?qū)胧荏w細胞（1）常用的受體細胞（2）常用的方法細菌（大腸桿菌、枯草桿菌）、真菌（酵母菌）和動植物細胞等①顯微注射②用質(zhì)粒、細菌或病毒侵染（需先用CaCl2處理細胞壁）增加細胞壁的透性與細胞膜無關(guān)問題.為何常用微生物為受體細胞？繁殖速度快，在很短時間內(nèi)能夠獲得大量的目的基因從而得到更多的目的基因的產(chǎn)物。3.將目的基因?qū)胧荏w細胞（1）常用的受體細胞（2）常用的方84.目的基因的檢測和表達（1）目的基因檢測？（2）目的基因表達？看標記基因是否表達（如抗藥性基因是否表達即看有無抗藥性）檢測受體細胞是否獲得目的基因?？茨康幕蚴欠癖磉_出相應(yīng)性狀（如棉花有否抗蟲性即害蟲吃了能否存活）。問題4.在受體細胞中檢測到目的基因能說明轉(zhuǎn)基因成功嗎？不能。還得看最后受體細胞能否使該目的基因表達。4.目的基因的檢測和表達（1）目的基因檢測？（2）目的基因表9基因工程的成果與發(fā)展前景一.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生1.生產(chǎn)基因工程藥品（1）傳統(tǒng)的某些藥品（如動物激素）生產(chǎn)：控制某種物質(zhì)合成基因轉(zhuǎn)基因工程菌基因工程藥品基因表達產(chǎn)物基因工程發(fā)酵分離提取從動物組織中提取，生產(chǎn)量小，價格昂貴。發(fā)酵罐（2）基因工程方法生產(chǎn)藥品的方法：基因工程的成果與發(fā)展前景一.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生1.生產(chǎn)基因工10（3）基因工程生產(chǎn)的藥品重組人生長激素重組人白細胞介素重組人干擾素重組人胰島素再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍亂、傷寒、瘧疾等）（3）基因工程生產(chǎn)的藥品重組人生長激素重組人白細胞介素重組112.用于基因診斷與基因治療（1）基因診斷：①概念：

②實例：（2）基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，來代替缺陷基因表達達到治療疾病的目的。是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上遺傳信息，達到檢測疾病的目的。苯丙氨酸羥化酶基因探針－－苯丙酮尿癥Β－珠蛋白的DNA探針－－鐮刀狀細胞貧血病治療隱性遺傳病請區(qū)分DNA重組2.用于基因診斷與基因治療（1）基因診斷：（2）基因治療：把12二.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)1.基因工程與農(nóng)業(yè)（1）通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。（2）用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作用新品種。我國培育的抗青枯病馬鈴薯在大棚中繁殖2.基因工程與畜牧養(yǎng)殖業(yè)科學家已將某些特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中，從而培育出可以獲得人們所需要的各種優(yōu)良品質(zhì)的品種。二.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)1.基因工程與農(nóng)業(yè)（1）通過基13顯微注射技術(shù)超級鼠3.基因工程與食品工業(yè)為人類開辟新的食品來源，如利用細菌生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白等三.基因工程環(huán)境保護1、基因工程方法可以用環(huán)境監(jiān)測。如用DNA探針檢測水中病毒的含量。2、基因工程可以用于被污染環(huán)境的凈化。如培養(yǎng)出分解石油多種成分的“超級細菌”，培養(yǎng)出能分解環(huán)境中有害物質(zhì)的細菌等。顯微注射技術(shù)超級鼠3.基因工程與食品工業(yè)為人類開辟新的食品來14《基因工程簡介》課件15基因工程簡介一.基因工程的基本內(nèi)容（一）基因工程概念（基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)）1.概念：2.基本過程：是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。目的技術(shù)水平剪切→拼接→導入→表達基因工程簡介一.基因工程的基本內(nèi)容（一）基因工程概念（基因拼16（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶一種酶識別并切割一種特定的核苷酸序列G

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GGCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端問題1.①該限制酶識別的核苷酸序列為：②該限制酶識別的切點是：③該限制酶剪切的化學鍵是：GAATTCGA磷酸二酯鍵限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶（二）基因工程的工具（1）基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶一種酶識17（2）基因的針線——DNA連接酶使兩條DNA黏性末端連接起來GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGDNA連接酶問題2.DNA連接酶連接的對象是：磷酸二酯鍵GCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端（2）基因的針線——DNA連接酶使兩條DNA黏性末端連接起來18大腸桿菌細胞（3）基因的運輸工具——運載體①作用：②運載體具備的條件：③常用的運載體：質(zhì)?？股乜剐曰虼笮铜h(huán)狀DNA將目的基因送入受體細胞。Ⅰ.能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。Ⅱ.具有多個酶切點以便與外源基因連接。Ⅲ.具有某些標記基因，便于進行篩選。質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因大腸桿菌細胞（3）基因的運輸工具——運載體①作用：質(zhì)?？股?9（三）基因操作的基本步驟1.提取目的基因（1）主要途徑：①直接分離基因工－－“鳥槍法”供體細胞中DNA導入受體細胞擴增含目的基因的受體細胞分離目的基因限制內(nèi)切酶若干個DNA片段運載體整合尋找優(yōu)點：缺點：操作簡便工作量大、具盲目性說明：因為真核基因含有內(nèi)含子，一般不用此法。（三）基因操作的基本步驟1.提取目的基因（1）主要途徑：①直20（2）人工合成基因①mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA蛋白質(zhì)中氨基酸排序mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA②逆轉(zhuǎn)錄推導逆轉(zhuǎn)錄說明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也可用于原核目的基因提取問題3.合成的基因相當于真核基因中的什么？編碼區(qū)的外顯子中堿基序列（2）人工合成基因①mRNA單鏈DNA目的基因雙鏈DNA蛋白212.目的基因與運載體結(jié)合帶目的基因的DNA質(zhì)粒與目的基因黏性末端相同帶目的基因的重組質(zhì)粒DNA連接酶質(zhì)粒相同限制酶切割DVA重組2.目的基因與運載體結(jié)合帶目的基因的DNA質(zhì)粒與目的基因黏性223.將目的基因?qū)胧荏w細胞（1）常用的受體細胞（2）常用的方法細菌（大腸桿菌、枯草桿菌）、真菌（酵母菌）和動植物細胞等①顯微注射②用質(zhì)粒、細菌或病毒侵染（需先用CaCl2處理細胞壁）增加細胞壁的透性與細胞膜無關(guān)問題.為何常用微生物為受體細胞？繁殖速度快，在很短時間內(nèi)能夠獲得大量的目的基因從而得到更多的目的基因的產(chǎn)物。3.將目的基因?qū)胧荏w細胞（1）常用的受體細胞（2）常用的方234.目的基因的檢測和表達（1）目的基因檢測？（2）目的基因表達？看標記基因是否表達（如抗藥性基因是否表達即看有無抗藥性）檢測受體細胞是否獲得目的基因。看目的基因是否表達出相應(yīng)性狀（如棉花有否抗蟲性即害蟲吃了能否存活）。問題4.在受體細胞中檢測到目的基因能說明轉(zhuǎn)基因成功嗎？不能。還得看最后受體細胞能否使該目的基因表達。4.目的基因的檢測和表達（1）目的基因檢測？（2）目的基因表24基因工程的成果與發(fā)展前景一.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生1.生產(chǎn)基因工程藥品（1）傳統(tǒng)的某些藥品（如動物激素）生產(chǎn)：控制某種物質(zhì)合成基因轉(zhuǎn)基因工程菌基因工程藥品基因表達產(chǎn)物基因工程發(fā)酵分離提取從動物組織中提取，生產(chǎn)量小，價格昂貴。發(fā)酵罐（2）基因工程方法生產(chǎn)藥品的方法：基因工程的成果與發(fā)展前景一.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生1.生產(chǎn)基因工25（3）基因工程生產(chǎn)的藥品重組人生長激素重組人白細胞介素重組人干擾素重組人胰島素再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍亂、傷寒、瘧疾等）（3）基因工程生產(chǎn)的藥品重組人生長激素重組人白細胞介素重組262.用于基因診斷與基因治療（1）基因診斷：①概念：

②實例：（2）基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，來代替缺陷基因表達達到治療疾病的目的。是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上遺傳信息，達到檢測疾病的目的。苯丙氨酸羥化酶基因探針－－苯丙酮尿癥Β－珠蛋白的DNA探針－－鐮刀狀細胞貧血病治療隱性遺傳病請區(qū)分DNA重組2.用于基因診斷與基因治療（1）基因診斷：（2）基因治療：把27二.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)1.基因工程與農(nóng)業(yè)（1）通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。（2）用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作用新品種。我國培育的抗青枯病馬鈴薯在大棚中繁殖2.基因工程與畜牧養(yǎng)殖業(yè)科學家已將某些特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移