第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一演示文稿

第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一演示文稿本文檔共34頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分優(yōu)選第二章基因工程與食品產(chǎn)業(yè)一本文檔共34頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因工程誕生的技術(shù)突破的因素①限制性內(nèi)切酶②DNA連接酶③載體④感受態(tài)體系⑤瓊脂糖凝膠電泳⑥D(zhuǎn)NA測序技術(shù)基因工程的特點(diǎn)①跨物種性②無性擴(kuò)增本文檔共34頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分二、基因工程的定義、意義及研究內(nèi)容

（一）基因工程的定義基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。本文檔共34頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分（二）基因工程的意義基因工程是現(xiàn)代生物工程的主體核心技術(shù)。基因工程的最大特點(diǎn)是可打破生物種屬界限，進(jìn)行生物種(屬、科、目、綱、門、界)內(nèi)外基因的重組、遺傳信息的轉(zhuǎn)移。

遺傳病、心腦血管病、糖尿病、癌癥過度肥胖綜合癥、老年癡呆癥、骨質(zhì)疏松癥本文檔共34頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分（三）基因工程的研究內(nèi)容

制備目的基因構(gòu)建重組DNA獲得轉(zhuǎn)化體篩選出重組轉(zhuǎn)化體陽性克隆

篩目的基因在受體生物細(xì)胞中高效表達(dá)隆

本文檔共34頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分本文檔共34頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分三、自然界的基因轉(zhuǎn)移與重組接合作用(conjugation)轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)

轉(zhuǎn)染(transfection)

本文檔共34頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分接合作用：當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞、或細(xì)菌通過菌毛相互接觸時(shí)，質(zhì)粒DNA就可以從一個(gè)細(xì)胞（細(xì)菌）轉(zhuǎn)移至另一細(xì)胞（細(xì)菌）的方式。接合作用(conjugation)本文檔共34頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分轉(zhuǎn)化：通過自動(dòng)獲取或人為地供給外源DNA，使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型。轉(zhuǎn)化(transformation)本文檔共34頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分轉(zhuǎn)導(dǎo)：當(dāng)病毒從被感染的供體細(xì)胞釋放出來，再次感染另一受體細(xì)胞時(shí)，發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及基因重組即為轉(zhuǎn)導(dǎo)作用轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)本文檔共34頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分*轉(zhuǎn)染(transfection)轉(zhuǎn)染是轉(zhuǎn)化的一種特殊形式。由transformation（轉(zhuǎn)化）和infection（感染）兩詞構(gòu)成。原指將噬菌體、病毒或以其為載體構(gòu)建的重組子導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程。通過感染方式將外來DNA引入宿主細(xì)胞，并導(dǎo)致宿主細(xì)胞遺傳性狀改變的過程稱為轉(zhuǎn)染。將任何類型DNA轉(zhuǎn)移至動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的過程均可叫轉(zhuǎn)染。本文檔共34頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分四、基因工程技術(shù)包括下列過程

分—獲取目的基因和載體接—目的基因與載體的連接轉(zhuǎn)—重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞篩—重組DNA的篩選鑒—重組DNA的鑒定可用以上五個(gè)字表示本文檔共34頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分切接轉(zhuǎn)增檢本文檔共34頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？五、實(shí)例：本文檔共34頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運(yùn)載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞本文檔共34頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體本文檔共34頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）

限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。特點(diǎn)：特異性。即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。本文檔共34頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）

大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶本文檔共34頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）限制酶本文檔共34頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分什么叫黏性末端？

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。本文檔共34頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？本文檔共34頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因的針線——DNA連接酶DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。本文檔共34頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如棉花細(xì)胞)？導(dǎo)入過程需要運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。運(yùn)載體的作用有哪些？作用一：作為運(yùn)載工具，將外源基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)中去。作用二：利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)內(nèi)，對(duì)外源基因(抗蟲基因)進(jìn)行大量復(fù)制。本文檔共34頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。4）有一個(gè)啟動(dòng)子本文檔共34頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：

1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒

2）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒本文檔共34頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分質(zhì)粒：

質(zhì)粒是染色體外能夠進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳單位，包括真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌細(xì)胞中核區(qū)外的DNA分子?，F(xiàn)在習(xí)慣上用來專指細(xì)菌、酵母菌和放線菌等生物中核以外的DNA分子。質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體。絕大多數(shù)細(xì)菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子。有的一個(gè)細(xì)菌中有一個(gè)，有的一個(gè)細(xì)菌中有多個(gè)。本文檔共34頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分大腸桿菌的質(zhì)粒：

最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)成。本文檔共34頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分四個(gè)基本步驟：三.基因操作的基本技術(shù)1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)本文檔共34頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分目的基因

目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。

如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗病（抗病毒、抗細(xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。本文檔共34頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分目的基因的制備需要克隆的DNA片段化學(xué)合成法

cDNA文庫基因組DNA文庫聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

化學(xué)合成方法制備方法生物制備法

本文檔共34頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分

根據(jù)已知多肽鏈的氨基酸順序，利用遺傳密碼表推定其核苷酸順序再進(jìn)行人工合成。適應(yīng)于合成小分子多肽的基因

全基因合成：合成40-60bp片段，再連接合成思路基因的半合成：合成末端間有10-14bp個(gè)互補(bǔ)堿基的片段，再利用DNA聚合酶催化合成目前，常用DNA自動(dòng)合成儀合成。1）化學(xué)合成法本文檔共34頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期六\10點(diǎn)43分2、基因組文庫（GenomicDNALibrary）

基因組文庫(genelibrary)：是指匯集某一基因組所有DNA序列的重組DNA群體

從生物組織細(xì)胞提取出基因組DNA，用限制性酶法將DNA降解成預(yù)期大小的片段，并電泳分離，然后將這些片段與適當(dāng)?shù)妮d體（噬菌體）體外重組，進(jìn)行體外包裝系統(tǒng)將重組體包裝成完整顆粒，轉(zhuǎn)入受體細(xì)菌（大腸桿菌），形成大量噬菌斑，從而形成整個(gè)基因組DNA的重組DNA克隆群體，稱為基因組DNA文庫。具備了基因組文庫，就可以用目的基因片段作探針，利用菌落原位雜交技術(shù)，從大量的菌落中篩選出含有目