能发光的水母,请您欣赏,能否让热带鱼也能发光?,设想,不能发光的热带斑马鱼,请您欣赏,请您欣赏,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,能产生人胰岛素的大肠杆菌,请您欣赏,请您欣赏,抗虫害的玉米,抗虫棉,能产生人胰岛素的大肠杆菌,基因“嫁接”,基因工程及其应用,T,T,T,T,A,G,C,C,G,G,A,A,原 理：,操作水平：,结 果：,目的基因,供体细胞,受体细胞,基因重组,DNA分子水平,定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。,获得新性状,一、基因工程原理,基因工程的基本操作程序,提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,即：将需要的基因从供体生物细胞内提取出来,目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。,提取目的基因,直接分离基因 人工合成基因,目的基因的提取方法,如:EcoRI该限制酶只能识别GAATTC的序列。,一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。,专一性,1.基因的剪刀限制性内切酶（主要存在于微生物体内）,基因操作的工具,EcoRI 剪切目的基因,黏性末端,什么叫黏性末端？,被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,例题.下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是,CTGCA G,G,CTTAA, G,ACGTC, AATTC,G,A. ； B. ； C. ； D.以上都不对,A,基因的运输工具运载体,常用的运载体有两类：1）细菌细胞质的质粒2）噬菌体或某些动植物病毒,目的基因与运载体结合,大肠杆菌的质粒（能自我复制的环状DNA分子）,运载体应该具有什么特点呢?,？,基因操作的工具：运载体,运载体特点：1.能够在宿主细胞内复制并稳定保存； .具有多个限制酶切点以便与外源基因相连； .具有标记基因，便于进行筛选,基因的针线DNA连接酶,如何将目的基因与运载体结合？,使用DNA连接酶制作重组DNA分子,目的基因,重组DNA分子或者重组质粒,1.用一定的_ 切割质粒，使其出现一个切 口，露出_。2.用_切断目的基因，使其产生_。,3.将切下的目的基因片段插入质粒的_处，再加入适量_，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）,限制性内切酶,黏性末端,同一种限制酶,的黏性末端,切口,DNA连接酶,相同,目的基因与运载体结合,例题.DNA连接酶的作用是：,A.子链和母链之间形成氢键 B.黏性末端之间形成氢键 C.两个DNA末端间的缝隙连接 D.A、B、C都对,C,常用的受体细胞：,动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。,将目的基因导入受体细胞,常用的方法：农杆菌转化法（植物）显微注射法（动物）感受态细胞（微生物）,检查是否成功,检测,鉴定,检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因,检测目的基因是否转录出了mRNA,检测目的基因是否翻译成蛋白质,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,方法,方法,DNA-RNA分子杂交,抗原-抗体杂交,目的基因的检测与鉴定,方法,DNA分子杂交,培育转基因大肠杆菌的简要过程：,普通大肠杆菌 (不能分泌胰岛素),人体组织细胞,提取,胰岛素基因,与运载体DNA拼接,大肠杆菌(含胰岛素基因),转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素),实例展示,导入,检测是否成功,培育转基因大肠杆菌的关键步骤：,1,基因工程的操作工具,1.基因的剪刀限制性内切酶,2.基因的针线连接酶,3.基因的运输工具运载体,基因工程的操作步骤,1.目的基因的提取,2.目的基因与运载体结合,3.目的基因导入受体细胞,4.目的基因的检测与表达,小结,1、基因工程与作物育种,转基因抗虫棉 抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌,二、基因工程的应用,基因工程在农业上的应用,培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。,二、基因工程的应用,运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。,生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国),乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),1、基因工程与作物育种,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,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,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,特殊动物,图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。,二、基因工程与药物研制,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,许多药品的生产是从生物组织、细胞、血液中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。,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%!,干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。,3、基因工程与环境保护, 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来,三、环境保护:基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,转基因食品,安全吗?,1.基因工程的正确操作步骤是:,使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因, B. C. D. ,2.要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( ) 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 ,A,3.基因工程技术中的目的基因主要来源于,A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因,A,4.下列关于基因工程的叙述中正确的是:,A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.,5.以下说法正确的是:,A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达,C,B,A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.,7.（2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是,B,8.切取牛的生长激素或人的生长激素基因,用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得了”超级鼠”,次项技术遵循的原理是,A.基因突变 DNA RNA 蛋白质,B.基因工程 RNA DNA 蛋白质,C.细胞工程 DNA RNA 蛋白质,D.基因工程 DNA RNA 蛋白质,D,9.(多选题)如图,下列有关酶功能的叙述中,正确的是,A.切断a处的酶为限制性内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶 C.切断b处的酶为解旋酶 D.连接b处的酶为RNA聚合酶,ABC,10.(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是,A.该技术导致生物定向变异 B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基对连接起来 C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料 D.受精卵是理想的受体,ACD,