基因工程及其應(yīng)用課件

1、最新款的摩托最新款的摩托車車誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？基因工程及基因工程及其應(yīng)用其應(yīng)用第第2 2節(jié)節(jié)基因工程：基因工程：即即 。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，生物的細(xì)胞里， 地改造生物的地改造生物的 。原原 理：理：操作水平：操作水平：結(jié)結(jié) 果：果：基因重組基因重組DNADNA分子水平分子水平定向定向地改造生物的遺傳性狀，地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得人類所需要的品種。基因拼接技術(shù)

2、或基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)定向定向遺傳性狀遺傳性狀作用于：作用于：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵限制性內(nèi)切酶（限制性內(nèi)切酶（EcoREcoR）作用過程）作用過程被同一種限制酶切斷的幾個(gè)被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNADNA是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考: :形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有DNA連接酶的作用過程連接酶的作用過程 DNADNA連接酶的作用位點(diǎn)連接酶的作用位點(diǎn)是：相鄰的兩個(gè)是：相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸的切口。即生成：脫氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵。（3 3）常用）常用的運(yùn)載體：的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和

3、動(dòng)、植物病質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病毒等毒等（1 1）運(yùn)載體的概念）運(yùn)載體的概念 標(biāo)記基標(biāo)記基因，便因，便于進(jìn)行于進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)。 其中其中質(zhì)粒質(zhì)粒存在于存在于許多細(xì)菌和酵母菌等許多細(xì)菌和酵母菌等生物中生物中, ,是細(xì)胞染色體是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的外能夠自主復(fù)制的很很小的環(huán)狀小的環(huán)狀DNADNA分子分子. .（4）它們的共同特點(diǎn)是）它們的共同特點(diǎn)是都有侵染或進(jìn)入都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力宿主細(xì)胞的能力第一步：第一步：第二步：第二步：獲取目的基因獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因與運(yùn)載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基因注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運(yùn)載體，并用和運(yùn)載體，并

4、用DNA連接酶連接。連接酶連接。第三步：第三步：第四步第四步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)和表達(dá)目的基因的檢測(cè)和表達(dá)1、常用的受體細(xì)胞：、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等物細(xì)胞等2、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多一般檢測(cè)：一般檢測(cè)：標(biāo)記基因是否表達(dá)標(biāo)記基因是否表達(dá)大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將

5、它從中檢測(cè)出來。必須將它從中檢測(cè)出來。 將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。研究。無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物1、基因工程與作物育種生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚魚( (中國中國) )乳汁中含有人生長激素的乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基

6、轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄因的番茄2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)I(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但入微生物細(xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。能解決產(chǎn)量問題，還能大

7、大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價(jià)格降低素！使其價(jià)格降低了了30%-50%!30%-50%!基因工程做成的基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)菌”能吞食和能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種假單孢通常一種假單孢桿菌只能分解石油中桿菌只能分

8、解石油中的一種烴類用基因的一種烴類用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超級(jí)細(xì)菌級(jí)細(xì)菌”卻能分解石卻能分解石油中的多種烴類化合油中的多種烴類化合物。物。 科學(xué)家還培育出能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分科學(xué)家還培育出能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解解DDTDDT等毒害物質(zhì)的細(xì)菌。等毒害物質(zhì)的細(xì)菌。3、環(huán)境污染治理、環(huán)境污染治理 利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分靈敏能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。 安全嗎安全嗎?! 轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿轉(zhuǎn)基因抗乙

9、肝西紅柿(中國中國)，雖然不能治愈，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論 支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且不到社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)

10、基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。 美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，多年，超級(jí)超級(jí)市場(chǎng)上市場(chǎng)上有有4000多種商品是含多種商品是含有有轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因因植物成分的植物成分的，還沒有事例證明人吃了還沒有事例證明人吃了以后會(huì)得病，甚至?xí)院髸?huì)得病，甚至?xí)鹌鹚劳?。死亡。加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國，均生產(chǎn)大國，均有幾有幾千萬人在千萬人在吃吃，到現(xiàn)，到現(xiàn)在為止也沒在為止也沒有有個(gè)案例說明它個(gè)案例說明它有有問題問題 。反對(duì)派的觀點(diǎn)反對(duì)派的觀點(diǎn) 一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減

11、弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；弱老鼠免疫系統(tǒng)功能； 美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。 環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長期安全測(cè)試，長期食物及產(chǎn)品，未經(jīng)長期安全測(cè)試，長期食用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。 尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國家，尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。產(chǎn)品的進(jìn)口。要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（

12、）限制酶連接酶解旋酶還原酶實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的（ ） 高效性專一性 多樣性催化活性易受外界影響 科學(xué)家將攜帶抗蟲基因的運(yùn)載體導(dǎo)入二倍體科學(xué)家將攜帶抗蟲基因的運(yùn)載體導(dǎo)入二倍體棉花細(xì)胞中棉花細(xì)胞中, ,經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性基經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性基因的植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的因的DNADNA片段，因此可以把它看作雜合子。得到的片段，因此可以把它看作雜合子。得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲毒殺效果高達(dá)棉花新品種對(duì)棉鈴蟲毒殺效果高達(dá)80-100%80-100%。 該資料中，雜合子抗蟲棉個(gè)體在自交該資料中，雜合子抗蟲棉個(gè)體在自交F F1 1代中，代中，理論上仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的理論上仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的 。原因。原因是是 。 該項(xiàng)科技成果在環(huán)境保護(hù)上重要作用該項(xiàng)