第二章 基因工程_PPT幻灯片
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《基因工程》PPT教学 ppt课件
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典型例子：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、 抗病毒的转基因小麦、甜椒
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转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3.抗逆转基因植物
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4.利用转基因改良植物的品质
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富含赖氨酸的转基因玉米
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
PPT课件 不会引起过敏的转基因大4豆0
原 理： 基因重组
表达水平： DNA分子水平
过程：
意义： 1、定向改造某些性状
2、克服远缘杂交
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3
原核细胞的基因结构
非编码区 编码区上游 启动子
编码区
非编码区 编码区下游
终止子
RNA聚合酶结合位点
启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起 始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。
将目的基因导入 农杆菌介导的遗传转化法
植物细胞
基因枪法
方法
将目的基因导入 动物细胞
——显微注射法
将目的基因导入——感受态细胞吸收DNA分子
微生物细胞
(氯化钙法)
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(四)目的基因的检测与鉴定 ——检查是否成功 ①形态检测
检测— ②分子检测
PPT课件
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非目的基因片段 GACATAGCTACA CTGTATCGATGT
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1
我们主要讨论4个问题：
1. 什么是基因工程——基因工程的概念。
2. 为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。 3. 怎样进行基因工程——4大步骤 4. 基因工程的应用和前景
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2
1、概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
第二节基因工程及其应用ppt课件
2）用同一种限制酶切断目的基因，使 其产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
基因工程-PowerPoint演示文稿
（利1进）行与是人因工为合根成瘤N菌H3所、需蓝的藻高体温内、含高有压特条定件的相酶比，生物，固这氮类的物顺
质的化学本质是 蛋白质
。
（2）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小 麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程 方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功 能。据上述材料分析：
（5）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种
的主缩要短优育点种时间 克服远缘杂交
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。22.8.822.8.8Monday, August 08, 2022
10、雨中黄叶树，灯下白头人。。08:27:2008:27:2008:278/8/2022 8:27:20 AM
（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已 成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如 根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午8时27分20秒上午8时27分08:27:2022.8.8
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感 谢 您 的 11、越是没有本领的就越加自命不凡。22.8.808:27:2008:27Aug-228-Aug-22
《基因工程》PPT幻灯片PPT
内切酶切开 DNA
电泳
印迹转移
印迹法
胶片显影
放射性探针 杂DNA 片断混合物通过电泳分离。 （3）电泳后，通过印迹技术转到酯酰纤维薄膜上， 以便操作。 （4）用已知小片断DNA 作为探针，互补结合需要找 的基因片断。 （5）探针DNA 片断已用放射性元素标记，使胶片感 光后可看出。
先分离纯化目的基因的 mRNA，将其逆转录成单链的 DNA,再经过DNA聚合酶的作用 产生双链的DNA，从而获得目 的基因。
2、目的基因的扩增
聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction) 简称ＰＣＲ，是一项在短时间 内大量扩增特定的ＤＮＡ片段的分子生 物学技术，1984年美国Cetus公司的Kary Millis所发明。
基因枪法
③中间介导法——农杆菌介导 ④微注射法
5、重组体的筛选
根据载体DNA分子 上的筛选标记赋予 受体细胞在筛选平 板上表型的变化来 筛选重组子。
例如由于外源DNA 的插入引起抗药性 失活。
四、基因工程的应用
基因工程技术已经在医学、工业、农业等各个领域得到 了广泛的应用。
1.基因工程药物
将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将 载体导入靶细胞，使目的基因在靶细胞中得到表达，最后 将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药 或疫苗。
《基因工程》PPT幻灯片PPT
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一、基因工程诞生的背景 1、理论上的三大发现 ①40年代发现了遗传物质—DNA 1944、T·Avery 肺炎双球菌的转化实验。
②50年代搞清了遗传物质的分子机制—1953年 Watson and Crick的DNA结构：双螺旋、半保留复制， 1958年诺贝尔奖。
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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
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
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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
基中央
因电教
用限制酶
工馆资
切断DNA
程源中
心
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。
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DNA连接酶的作用过程
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
1点7 击播放
DNA连接酶的作用过程
中
央
电
教
馆
资
源
中
心
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DNA连接酶的作用原理
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
19
3、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。
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
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限制性内切酶作用过程
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
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几种限制性内切酶
中
央
电
教
馆
资
源
中
心
15
2、DNA连接酶
连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA 分子。
连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
基中央
问题
因电教
工馆资
程源中
心
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？
遗传密码是通用的
基中央 因电教
基因可以通过复制将遗传信息传递给下一代
工馆资
程源中
心
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三、基因工程过程操作的基本路线
① ②
③ ④
基中央
⑤
因电教
⑥
工馆资
程源中
心
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
④ DNA重组
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥培养大肠杆菌 10克隆大量基因
四、基因工程操作的工具
1. 将目的基因片断从人体细胞内提取，
需要基因的剪刀——限制性内切酶。
2. 将目的基因与运载体DNA连接，
需要基因的针线——DNA连接酶。
3. 将目的基因运入大肠杆菌，
基中央
需要基因的运输工具——运载体。
因电教
工馆资
程源中
心
11
1、限制性内切酶
1. 分布：主要在微生物中。 2. 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。 3. 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 4. 举 例 ： 大 肠 杆 菌 的 一 种 限 制 酶 能 识 别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
和SaⅠ的切点位于抗四环
基中央 因电教 工馆资
素基因上，PstⅠ位于抗 氨苄青霉素，易于筛选
容纳的外源DNA在5kb
程源中 左右
心
22
质粒
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
23
2.用于原核细胞——噬菌体
λ噬菌体： ——大小约49kb，具有粘性末端，进入细胞
后变成环状
——易于感染而进入细胞 ——通过裂解途径和溶源途径增值。 ——转化DNA片段长，能包装38～54kb，能转
且不能将真核生物的基因转移到 原核生物中去。
程源中
心
30
从原核基因组中制备 原核基因组相对较小，用几种限制性内切酶 分别消化原核基因组，其中有些片段就会含 有目的基因，将这些片段插入载体中进行克 隆，经过筛选，可以得到所需的目的基因。
基中央
因电教 工馆资 程源中
心
美国生物化学家、现代基因工程的创始人P·伯格 首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组
DNA分子,这标志着基因工程技术的诞生。6
基中央
因电教
工馆资
首次实现重组的dna分子在受体细胞表达
程源中
心
7
一、基因工程的含义
按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外
DNA重组和转基因等技术，有目的地改造生物种
性，使现有的物种在较短的时间内趋于完善，创
造出更符合人们需求的新的生物类型，或者利用
这种技术对人类疾病进行基因治疗，这就是基因
中 央
工程。
电
教
馆
资
源
中
心
8
二、基因工程研究的理论依据
不同基因具有相同的物质基础
基因是可切割的
基因是可转移的
多肽与基因之间存在对应关系
第一节 基因工程概况
基因决定性状（一）
基中央
因电教
工馆资
程源中 青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
心
1
基因决定性状（二）
基中央
因电教
工馆资 程源中
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
心
基因决定性状（三）
基中央
因电教
工馆资
程源中
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
心
中 央 电 教 馆 资 源 中 心
中 央 电 教 馆 资 源 中 心
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。
基中央 因电教
2)具有多个限制酶切点。
工馆资
3)具有某些标记基因
程源中
心
3. 种类：质粒、噬菌体和动植物20病毒。
质粒的特点
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。
问题 基中央 因电教 工馆资 程源中
心
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？21ຫໍສະໝຸດ 常用的质粒（用于原核生物）
质粒载体pBR332:研究最 多，最常用的一种载体。
4363bp 复制起点+1个抗氨苄青 霉素基因+1个抗四环素 基因
36个单一限制性内切酶，
其中BamHⅠ 、 HindⅢ
基中央
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
因电教
序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切
工馆资 程源中
断。目前已发现的限制酶有200多种。
心
12
命名：HindIII由Haemophilus influenzae Rd中属名的H,种名的in 和 菌株代号的d组成, III表示从此菌株中 提取的第三种限制性内切核酸酶。
化5～20kb外源基因 ——限制性内切酶位点多
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
24
用于植物宿主的载体
Ti质粒
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
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植物基因转化方法 农杆菌法
植物细胞的全能性
中
央
电
教
馆
资
筛选
源
中
心
用于动物宿主的载体
杆状病毒 SV40 其它
基中央
因电教
工馆资
程源中
心
27
五、基因操作的基本步骤
1. 提取目的基因
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提取目的基因的方法（一）
直接分离基因——鸟枪法
将供体生物的DNA用限制酶
切割为许多片段，再用运载体将
这些片段都运载到受体生物的不
同细胞中去。只要有一个细胞获
得了需要的目的基因并得以表达， 用限制酶
基因工程就算成功了。
切成许多 片断
该法最大的缺点是带有很大
的盲目性，工作量大，成功率低。
基中央 因电教 工馆资