课件46张PPT。第6章 从杂交育种到基因工程1、杂交育种与诱变育种 2、基因工程及其应用第2节 基因工程及其应用什么是基因工程? 基因工程的原理是什么? 本课聚焦:豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%，且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。资料分析引入蜘蛛能够吐出蛛丝资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。 资料三 以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。 微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快 设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蛛丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，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。原 理：操作水平：结 果：一、基因工程的定义目的基因基因重组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。获得新性状二、基因操作的工具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。专一性如:EcoRI限制酶限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考: GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA 练一练:２、基因的针线———DNA连接酶 连接酶的作用是：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。DNA连接酶的作用过程基因的针线：DNA连接酶 DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键3、基因的运输工具———运载体3、基因的运输工具———运载体 常用的运载体： 质粒、噬菌体和动植物病毒等标记基因，便于进行检测。 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. 三、基因工程基本步骤1、获取目的基因提取目的基因的方法⑴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，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。⑵人工合成基因法有两种方法： ①逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下利用脱氧核苷酸合成DNA(基因)。 ②化学合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核糖核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。 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DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：菌类和动植物细胞4、目的基因的表达和检测 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少 ... ...
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