基因工程及其应用1 (2)

供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状 （大肠杆菌） （人的细胞）
DNA 人的细胞
T G T G A A T T C G C G A A T T C G G A C A C 基因A A C T T A A G 人胰岛 C 素基因 G C T T A A G C C 基因B T G
人的胰岛素基因怎样提取？
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
２、基因的针线──DNA连接酶
DNA连接酶
DNA连接酶
DNA连接酶的作用是：脱氧核糖和磷酸 交替连接而构成的DNA骨架缺口缝合。
这样得到的DNA分子是一个重组DNA分子！
DNA 人的细胞
DNA 人的细胞
将运载体取出
1、用什么限制酶切？ 用同种限制酶切。
2、为什么要用同一种限制酶切？
切出相同的黏性末端，
刚好能碱基互补配对。
把目的基因插入运载体需
要什么工具酶？连接什么部位？
DNA连接酶
连接脱氧核糖和磷酸交替连
接而构成的DNA骨架上的缺口。
DNA连接酶
人胰岛素基因
重组DNA分Baidu Nhomakorabea 这样得到的DNA分子称为 （重组质粒） 。
色体而自主复制的
环状双链DNA分子。
如何将目的基因和运载体结合？
首先将运载体取出。
DNA 人的细胞
将运载体取出
1、用什么限制酶切？ 用同种限制酶切。
2、为什么要用同一种限制酶切？
切出相同的黏性末端，
刚好能碱基互补配对。
把目的基因插入运载体需
要什么工具酶？连接什么部位？
DNA连接酶
连接脱氧核糖和磷酸交替连
抗生素抗性基因 将重组DNA导入受体细胞 人胰岛素基因
4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？
用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了 重组质粒
根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状，
来判断目的基因是否导入。
基因工程
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 原理
基因拼接技术或DNA重组技术
从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
人造血液及其生产
通过基因工程的 方式创造了能合成人 干扰素的大肠杆菌， 每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素
2、基因工程与作物育种
转鱼抗寒基因 的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3、转基因生物和转基因食品的安全性
1993年12月24日，中华人民共和国国家科学技术 委员会颁布了《基因工程安全管理办法》，由总则、 安全等级和安全性评价、申报和审批、安全控制措施、 法律责任和附则共六章组成。 1997年7月，中华人民共和国农业部颁布了《农 业生物基因工程安全管理实施办法》。1998年，农业 部农业生物基因工程安全管理办公室和农业部生物基 因工程安全委员会共对2批68项申请进行了评审，同 意商品化申请2项、同意环境释放10项，同意和认可 中间试验39项，暂不同意或不认可16项。
生物体外
基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的基因产物
基因重组
复习
①基因工程的概念是什麽？
②基因操作的工具酶有几种？分别是什麽？
③基因的剪刀是什麽？结果？
④基因的针线是什麽？
⑤基因的运输工具是什麽？
⑥最常用的运载体是什麽？
⑦质粒的结构是什麽？
二、基因工程的应用
1、基因工程与药物研制
要切两个切口，产生四个黏性末端。
DNA 人的细胞
3、如何将目的基因导入受体细胞？
这需要专门的运输工具，这就是运载体！
你知道哪些可以当作运载体吗？
常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 你知道质粒存在于哪些生物中吗？ 细菌、以及酵母菌等生物中
DNA 人的细胞 质粒是存在于细菌
标记基因
细胞质中独立于染
第2节
基因工程及其应用
普通热带斑马鱼是不发荧光的
能发 荧光 的热 带斑 马鱼
同时具有高 产、稳产和 抗逆性等优 良品质的农 作物新品种.
抗虫害的玉米
转鱼抗寒基 因的番茄
转基因鲑 鱼
基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
许多药品的生产是 从生物组织中提取的。 受材料来源限制产量有 限，其价格往往十分昂 贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化 生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物 细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问 题，还能大大降低生产成本。
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。 将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
③基因的剪刀是什麽？结果？
④基因的针线是什麽？
⑤基因的运输工具是什麽？
⑥最常用的运载体是什麽？
⑦质粒的结构是什麽？
二、基因工程的应用
1、基因工程与药物研制
许多药品的生产是 从生物组织中提取的。 受材料来源限制产量有 限，其价格往往十分昂 贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化 生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物 细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问 题，还能大大降低生产成本。
A T G T G A A T T C G C G A A T T C G G A C T A C A C T T A A G C G C T T A A G C C T G
2、要得到人胰岛素基因必须要 用限制酶切几个切口？可产生几 个黏性末端？
要切两个切口，产生四个黏性末端。
DNA 人的细胞
3、如何将目的基因导入受体细胞？
来判断目的基因是否导入。
在上述基因工程中，你能说出基因工程的步骤吗？
基因工程
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 原理
基因拼接技术或DNA重组技术
生物体外
基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的基因产物
基因重组
复习
①基因工程的概念是什麽？
②基因操作的工具酶有几种？分别是什麽？
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 G A A T T C C G C T T A A T T A A G A A T T C G
黏性末端 黏性末端 特异性，即识别特定核苷酸序列， 1、作用特点： 切割特定切点。 2、结果： 产生黏性未端（碱基互补配对）。
思考:
如果几个DNA分之被同一种限制酶切 断的是否具有相同的黏性末端？ 是
2、基因工程与作物育种
转鱼抗寒基因 的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3、转基因生物和转基因食品的安全性
1993年12月24日，中华人民共和国国家科学技术 委员会颁布了《基因工程安全管理办法》，由总则、 安全等级和安全性评价、申报和审批、安全控制措施、 法律责任和附则共六章组成。 1997年7月，中华人民共和国农业部颁布了《农 业生物基因工程安全管理实施办法》。1998年，农业 部农业生物基因工程安全管理办公室和农业部生物基 因工程安全委员会共对2批68项申请进行了评审，同 意商品化申请2项、同意环境释放10项，同意和认可 中间试验39项，暂不同意或不认可16项。
接而构成的DNA骨架上的缺口。
DNA连接酶
人胰岛素基因
重组DNA分子 这样得到的DNA分子称为 （重组质粒） 。
抗生素抗性基因 将重组DNA导入受体细胞 人胰岛素基因
4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？
用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了 重组质粒
根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状，
这需要专门的运输工具，这就是运载体！
你知道哪些可以当作运载体吗？
常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 你知道质粒存在于哪些生物中吗？ 细菌、以及酵母菌等生物中
DNA 人的细胞 质粒是存在于细菌
标记基因
细胞质中独立于染
色体而自主复制的
环状双链DNA分子。
如何将目的基因和运载体结合？
首先将运载体取出。
AATTCCGTAG GGCATCTTAA CTTCATG GAAGTACTTAA AATTCCCTAA GGGATT
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切 割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，末端可以相互黏合， 这种黏合只能使互补的碱基连接起来。
脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA
骨架缺口并未缝合？
进行？
不能，只能在同种生物内进行。
2、有没有哪种生物技术能有效地打破物种的界限，
把一种生物的基因导入另一种生物中，定向地改
造生物的遗传性状？ 基因工程
DNA 人的细胞
T G T G A A T T C G C G A A T T C G G A C A C 基因A A C T T A A G 人胰岛 C 素基因 G C T T A A G C C 基因B T G
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。 将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
人造血液及其生产
通过基因工程的 方式创造了能合成人 干扰素的大肠杆菌， 每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素
一、基因工程的基本工具
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶（限制酶） 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列，并在特定的切点上切割DNA分子。 如:EcoRI限制酶 G A A T T C C T T A A G
大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列，
并在G和A之间切开）。
一、基因工程的基本工具
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
GTAGA GAATTCCGTAGAATTCGGATT TAG CATCT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA ATC
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切 割，会怎样呢？
1、人的胰岛素基因怎样提取？
限制酶主要存在 于微生物中。
DNA 人的细胞
A T G T G A A T T C G C G A A T T C G G A C T A C A C T T A A G C G C T T A A G C C T G
2、要得到人胰岛素基因必须要 用限制酶切几个切口？可产生几 个黏性末端？
DNA 人的细胞 质粒是存在于细菌
细胞质中独立于染
色体而自主复制的
环状双链DNA分子。
DNA连接酶
人胰岛素基因
重组DNA分子
抗生素抗性基因 将重组DNA导入受体细胞 人胰岛素基因
4、如何检测目的基因是否导入受体细胞中？
根据受体细胞中是否具有标记基因表现出的性状， 来判断目的基因是否导入。
1、杂交育种是否能在两个不同的物种间（如水稻和棉花）