基因工程ppt课件

的 基
出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有
本 内
相应变化的个体进一步培养、研究。
容
例：用棉铃饲喂棉
铃虫，如虫吃后不出现
中毒症状，说明未摄入
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目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
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提取目的基因
将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。
取出 DNA
用限制酶 切断DNA
目前被较广泛 提取使用的目的基 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、人胰岛 素基因、人干扰素 基因、种子贮藏蛋 白基因、植物抗病 基因等。
提取目的基因的方法（一）
基 直接分离基因——鸟枪法
因 工
将供体生物的DNA用限制
程 的
酶切割为许多片段，再用运载
基 本Biblioteka 体将这些片段都运载到受体生
内 物的不同细胞中去。只要有一
容 个细胞获得了需要的目的基因
并得以表达，基因工程就算成
功了。
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该法最大的缺点是带有很
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大的盲目性，工作量大，成功
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率低。且不能将真核生物的基
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16 因转移到原核生物中去。
用限制酶 切成许多
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几种限制性内切酶
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DNA连接酶的作用过程
返回
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DNA连接酶的作用原理
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质粒
返回
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家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
定向基因改造设想
基
因 工
设想 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
程
一
的
基 本 内
设想 二
能否让细菌“吐出”蚕丝？
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设想 三
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？
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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。
基因决定性状（一）
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青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
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基因决定性状（二）
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
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基因决定性状（三）
问题
要想将某个特定基因与质粒相连，需要几 种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？
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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
基 因 工 程 的 基 本 内 容
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质粒的特点
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细胞染色体外能自主复制的小型环状 DNA分子；
质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 质粒的存在对宿主细胞无影响； 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
结果
人类需要的基因产物
基
因
工
程
的 基
①
本
内
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基因工程过程示意图
③
②
④
①从细胞中分 离出DNA
②限制酶截取 DNA片断
③分离大肠杆 菌中的质粒
⑤ ⑥
④ DNA重组
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥培养大肠杆菌 克隆大量基因
有表达产物 无表达产物
细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌
中 央 电
落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘
教 馆
汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步
资 源
培养、研究。
中 心
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目的基因的检测和表达（二）
基 多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养
因 工 程
并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄 入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现
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目的基因与质粒的连接
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基
的DNA分子。
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• 连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
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问题 用DNA连接酶连接两个相同的 黏性未端要连接几个磷酸二酯键？
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DNA连接酶的作用过程
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运载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的基 因在乙生物体内进行表达，首先得将这个 基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基 因送入细胞的工具就是运载体。
1. 作用：将外源基因送入受体细胞。 2. 条件：
1)能在宿主细胞内复制并稳定地保存。 2)具有多个限制酶切点。 3)具有某些标记基因 3. 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
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内获得大量的基因。
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将目的基因导 入受体细胞
将受体细胞 进行扩增
目的基因的检测和表达（一）
基
前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因得到
因 工
有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的
程 的 基
目的基因。这样，处理的受体细胞中真正摄入了 目的基因的很少，必须将它从中检测出来。
本
内
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无表达产物 无表达产物
将目的基因导入受体细胞并扩增
基 因
基因工程中常用的受体细胞有
工 程
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农
的
杆菌和动植物细胞等。
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导入受体细胞常用的方法是借
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鉴细菌或者病毒侵染细胞的途
径。通常还要对一些受体细胞
进行增大通透性的处理。
中 目的基因可以随着受体细胞进
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行快速的繁殖，在很短的时间
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基因工程概念
基因工程：在生物体外，通过对DNA分子进行 人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造 和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使 重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因 产物。
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
目的基因与运载体结合
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• 用与提取目的基因 相同的限制酶切割 质粒使之出现一个 切口，将目的基因 插入切口处，让目 的基因的黏性末端 与切口上的黏性末 端互补配对后，在 连拉酶的作用下连 接形成重组DNA 分子。
提取质粒并用 限制酶切割
用连接酶将目的 基因和质粒连接
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基 因 工 程 的 基 本 内 容
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限制性内切酶作用过程
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DNA连接酶
基
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• 连接酶的作用：将互补配对的两个黏
程 的
性末端连接起来，使之成为一个完整
片断
提取目的基因的方法（二）
基 人工基因合成法
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DNA合成仪
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PCR扩增仪
1. 逆转录法：以信使 RNA为模板，在逆转 录酶的作用下将脱氧核 苷酸合成合成DNA(基 因)。
2. 直接合成法：根据蛋白 质的氨基酸顺序推算出 信使RNA核苷酸顺序， 再据此推算出基因 DNA的脱氧核苷酸顺 序。用游离脱氧核苷酸