课件23张PPT。家蚕能够吐出蚕丝为人类利用能否让细菌“分泌”胰岛素?设想胰岛素:胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。外源性胰岛素主要用来糖尿病治疗。
第2节 基因工程及其应用思考:要把人的合成胰岛素的基因“嫁接”到细菌上,关键步骤是什么? 关键步骤一:怎样提取合成胰岛素的基因?
关键步骤二:怎样将基因运输到细菌体内?
关键步骤三:怎样将基因与运载体连接起来?基因的剪刀——限制性核酸内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体一、基因操作的工具基因的剪刀——限制性核酸内切酶
基因的针线——DNA连接酶
基因的运载工具——运载体1、基因的剪刀——限制性核酸内切酶(简称限制酶) 限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶,能将外来的DNA切断,由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性核酸内切酶。 特点:(1)特异性识别(2)特异性切割特异性(专一性)表:几种常用限制性内切酶及其酶切位点 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。例如:限制酶重播黏性末端切割位置:磷酸与脱氧核糖间的化学键 练一练:使用EcoRⅠ切割的结果(识别GAATTC) CGAATTCTAACCGGAATTCGAGCTC
GCTTAAGATTGGCCTTAAGCTCGAG
AATTCTAACCGG
GATTGGCCTTAA 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?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,然后让两者的黏性末端黏合起来,就似乎可以合成重组的DNA分子了。2、基因的针线——DNA连接酶黏性末端的黏合:连接位置:磷酸与脱氧核糖间的化学键互补的碱基形成氢键连接黏性末端的连接:DNA连接酶连接缺口3、基因的运载工具——运载体:常用的运载体主要有两类:
1)质粒
2)噬菌体或某些动植物病毒原理:利用运载体侵染宿主细胞的能力,将目的基因导入宿主细胞。质粒: 质粒是基因工程最常用的运载体。
质粒存在于细菌、酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够进行自主复制的很小的环状DNA分子。(1)能在宿主细胞中复制并稳定保存;(2)具有多个限制酶的切点,便于与不同的目的基因连接;(3)具有某些标记基因,便于筛选成功导入的受体细胞。运载体的特点四环素
抗性基因1、以下说法正确的是 ( )
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来练习2、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( )①…CTGCA …G②…G…CTTAA③ G…ACGTC…④ AATTC… G…A. ①③;②④ B. ①②;③④C. ①④;②③ D.以上都不对基因工程四个基本步骤: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)目的基因的检测和鉴定目的基因的检测与鉴定:目的基因的检测是根据运载体上的标记基因所控制的生物性状是否表现来判断,如下表基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平改造生物的遗传性状基因重组打破生殖隔离;(二)基因工程的概念定向地改变生物基因工程让细菌生产“胰岛素” :普通细菌人提取胰岛素基因与运载体DNA结合
导入转基因细菌(含胰岛素基因)胰岛素基因重组基因突变染色体数目变异染色体数目变异杂交
自交用物理或化学方法诱变花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理简便,将不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率,大幅度改良性状有利变异少,需大量处理供试材料明显缩短育种年限技术复杂,需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强获得的新品种育性低,发育延迟育种时间最长育种技术比较基因重组提取→结合→导入→表达打破生殖隔离;定向改造生物技术复杂