基因工程1

种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 2. 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
大肠杆菌
DNA
质粒 环状DNA分子） 分子） （环状 分子
抗生素抗性基因
控制质粒DNA转移的基因 转移的基因 控制质粒
利用质粒将外源基因运载入受体细胞中
归纳： 归纳： 基因操作的基本步骤
1. 提取目的基因 2. 目的基因与运载体结合 3. 将目的基因导入受体细胞 4. 目的基因的检测和表达
4、利用转基因改良植物的品质 、
延长果实的储藏期 乙烯是催熟果实的一 种激素， 种激素，在其形成过程中 需要乙烯形成酶。 需要乙烯形成酶。通过基 因工程可以获得能抑制乙 烯形成酶基因表达的植物 新品种， 新品种，这些转基因植物 的果实既保持了原有的品 又延长了储藏期。 质，又延长了储藏期。
4、利用转基因改良植物的品质 、
第6章 从杂交育种到基因工程 章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第2节 基因工程及其应用 节
基因工程概念
基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组 基因工程 又叫基因拼接技术或DNA重组 又叫基因拼接技术或DNA 技术。就是按照人们的意愿， 技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到 种基因提取出来，加以修饰和改造， 提取出来 修饰和改造 另一种生物的细胞里 定向的改变生物的遗传 生物的细胞里， 另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传 性状。 性状。
？ 基因工程是在分子水平的设计和 基因工程是在分子 分子水平的设计和
施工，需要有专门的工具， 施工，需要有专门的工具，生物体内有 哪些专门的工具 工具呢 哪些专门的工具呢？
基因工程操作的工具
将目的基因片断从人体细胞内提取， 1. 将目的基因片断从人体细胞内提取， 剪刀——限制性内切酶。 需要基因的剪刀 需要基因的剪刀 将目的基因与运载体DNA连接， DNA连接 2. 将目的基因与运载体DNA连接， 需要基因的针线 DNA连接酶 需要基因的针线——DNA连接酶。 针线 将目的基因运入大肠杆菌， 3. 将目的基因运入大肠杆菌， 需要基因的运输工具 需要基因的运输工具——运载体。 运输工具
3、用转基因动物生产药物 、
基因来源： 基因来源： 药用蛋白基 因＋乳腺蛋 白基因的启 动子等
动物乳腺生物反应器技术基本成熟
4、用转基因动物作器官移植的供体 、
可长人耳的裸鼠
5、各式各样的转基因动物 、
利用转基因工程菌来生产细胞因子、抗体、 利用转基因工程菌来生产细胞因子、抗体、 工程菌来生产细胞因子 疫苗、激素等等。 疫苗、激素等等。
对同种病毒或相近病毒或病毒RNA侵 侵 对同种病毒或相近病毒或病毒 染的高水平抗性 ）
抗CMV甜椒 甜椒
几丁质酶基因、 几丁质酶基因、抗毒素合成基因
3、抗逆转基因植物 、 例如，将鱼的抗冻蛋 例如，将鱼的抗冻蛋 白基因导人烟草和番茄 导人烟草和番茄， 白基因导人烟草和番茄， 使烟草和番茄的耐寒能 力均有提高。此外， 力均有提高。此外，将 抗除草剂基因导人大豆 导人大豆、 抗除草剂基因导人大豆、 玉米等作物， 玉米等作物，喷洒除草 剂时， 剂时，杀死田间杂草而 不损伤作物。 不损伤作物。
限制性内切酶
分布：主要在微生物中。 1. 分布：主要在微生物中。 特点：专一性和特异性，即识别特定 特定核苷 2. 特点：专一性和特异性，即识别特定核苷 酸序列，切割特定切点。 特定切点 酸序列，切割特定切点。 结果：产生黏性未端（碱基互补配对） 3. 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ） 4. 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ） 能识别GAATTC序列，并在G GAATTC序列 之间切开。 能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
转基因食品安全性
• 拒绝转基因食品 • (1) 对人类健康存在潜在危害 由于转基因食品不同于相同生物来源之传 统食品，其遗传性状的改变，将可能影响细胞内蛋白质的组成，进而造成成 份浓度变化或新的代谢物生成，其结果可能导致有毒物质产生或引起人的过 敏症状，如：食物内所产生的新毒素和过敏原 。 [详细] • (2)可能破坏生态环境 由于应用在农作物上的化学药品会增加水和食物的 污染，进一步导致抗除草剂的杂草产生，疾病的散播跨越物种障碍，农作物 的生物多样化的损失，从而使生态平衡受到干扰。[详细] • • (3)转基因技术本身存在不足 基因技术将一异源基因从一生物转入另一生 物，虽然其DNA可以精确地切割，但不能将新基因准确地植入另一生物中， 从而影响这一生物其它基因的基本功能。科学家无法预见植物基因化后产生 新的，未知的蛋白质，也不能完全准确的预见对受体影响的结果表现为不成 熟性。 [详细] • 科学是把双刃剑。人类在享受科学带来的便利的同时也承担着潜在的风 险，但我们不应该因为存在风险而止步不前。2006年，全球转基因作物的种 植面积增加了1200万公顷，增幅为13%，达到了1.02亿公顷，种植转基因作 物的农户数量迅猛增长，首次超过了1000万户，从2005年的850万户增加到 了1030万户。据ISAAA主席CliveJames估计，在今后十年的商业化过程中， 种植范围将继续加速增长，到2025年将有40多个国家的2000多万农户种植2 亿公顷的转基因作物。[详细]
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基因进行了切割以后就有了切口， 基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合 在一起呢？ 在一起呢？
？
DNA连接酶 连接酶
• 连接酶的作用 将互补配对的两个黏 连接酶的作用：将互补配对的两个黏 性末端连接起来，使之成为一个完整 性末端连接起来， DNA分子 分子。 的DNA分子。
2.抗病转基因植物 2.抗病转基因植物
4.利用转基因改良植物的品质 4.利用转基因改良植物的品质
植物基因工程硕果累累
2、抗病转基因植物 、 已问世的转基因抗病植物： 已问世的转基因抗病植物：
小麦、甜椒、番茄。 小麦、甜椒、番茄。
用于杀虫的基因主要有： 用于杀虫的基因主要有：
★病毒外壳蛋白质基因、病毒复 病毒外壳蛋白质基因、 制酶（ 制酶（这些基因的转化植物表现出
提高植物的光合作用效率 改造光合作用中起关键 作用的CO2固定酶，能 作用的 固定酶， 提高植物对CO2的固定效 提高植物对 率；还可以通过增强植物 对光能吸收与转化的功能 来提高光合作用效率，提 来提高光合作用效率， 高作物的产量。 高作物的产量。
1、用于提高动物的生长速度 、
转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下） 转基因鲤鱼（ 和同龄的鲤鱼（
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并在特定的切割点上将DNA 分子切断。 并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发 现的限制酶有200多种。 200多种 现的限制酶有200多种。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过 限制性内切酶（EcoRⅠ） 程
？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？ 如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
①从细胞中分 离出DNA 离出DNA
③ ① ④ ②
②限制酶截取 DNA片断 DNA片断 ③分离大肠杆 菌中的质粒 ④ DNA重组 DNA重组
⑤
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥
⑥培养大肠杆菌 克隆大量基因
1.抗虫转基因植物 1.抗虫转基因植物
1、抗虫转基因植物 、 已问世的转基因抗虫植物： 已问世的转基因抗虫植物：
棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、 玉米、马铃薯、番茄、大豆、 蚕豆、烟草、苹果、核桃、 蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、 菊花、和白花三叶草等。 菊花、和白花三叶草等。
用于杀虫的基因主要有： 用于杀虫的基因主要有：
毒蛋白基因、 ★Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂 毒蛋白基因 基因、淀粉酶抑制剂基因、 基因、淀粉酶抑制剂基因、植物 凝聚素基因
DNA连接酶的作用过程 连接酶的作用过程
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G A A T T C C T T A A G
重组DNA分子 重组DNA分子 外源基因） （外源基因）
注：限制酶与连接酶作用的位点都是 磷酸二酯键 如何将外源基因送入受体细胞呢？ ？如何将外源基因送入受体细胞呢？
运载体
能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 作用：将外源基因送入受体细胞。 1. 作用：将外源基因送入受体细胞。