基因工程及其應(yīng)用2 (1)課件

1、能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚 能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想請您欣賞能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌 材料1：把人的胰島素基因拼接到大腸桿菌的質(zhì)粒上，然后導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，產(chǎn)生出人的胰島素。 材料2：把螢火蟲的熒光基因轉(zhuǎn)入煙草體內(nèi)，培育出發(fā)熒光的煙草。（1）上述生物新品種的產(chǎn)生運(yùn)用了_技術(shù)。（2）一種生物的基因在另一種生物體內(nèi)能夠表達(dá)，而不影響其他基因的表達(dá)，這說明基因是有_效應(yīng)的_片段，具有一定的性；同時可以說明各種生物共用一套_。（3）上述技術(shù)所用的工具酶有_。（4）可遺傳的變異分為三種：_、_、_。而基因工程改變一個物種的基因?qū)儆赺。（5）從上述所給的材料，不能得出哪一結(jié)論（ ） A.動植物之

2、間可以相互轉(zhuǎn)基因 B.真核生物與原核生物之間可以相互轉(zhuǎn)基因 C.基因工程可以定向地改變生物的基因 D.轉(zhuǎn)基因生物的出現(xiàn)對生物的進(jìn)化是有利的一、基因工程原理 基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。 通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀（目的）。 原 理：操作水平：結(jié) 果：目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得新性狀提取培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡要過程你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟有哪些？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細(xì)胞胰島素基因

3、與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)實例展示：培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來2.TWO胰島素基因與運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運(yùn)載體 大腸桿菌(EcoRI)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 練習(xí)使用EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCA

4、TCTTAAAATTCCGTAG 目的基因黏性末端 牛刀小試 下列四條DNA分子，彼此間具有互補(bǔ)粘性末端的一組是（ ）A B C D延伸：在一段DNA序列中獲得某個特定性狀的基因片段必須要用限制酶切幾個切口？ 制作重組DNA分子甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA連接酶GGCATCTTAAAATTCCGTAG （二）基因操作的工具導(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：將外源基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移作用二：利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)內(nèi)，對外源基因(抗蟲基因)進(jìn)行大量復(fù)制。 外源

5、基因(如人胰島素基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體： 1）質(zhì)粒 2）噬菌體或某些動植物病毒環(huán)狀DNA分子運(yùn)載體1.能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；2.具有多個限制酶切點以便與外源基因相連；3.具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選四個基本步驟：（三）基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)（三）基因操作的基本步驟目的基因的檢測和表達(dá)四環(huán)素抗性基因氨芐青霉素抗性基因 質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，質(zhì)粒上有標(biāo)記基因，如圖所示，通過標(biāo)記基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同。下

6、圖表示外源基因的插入位置（插入點有a、b、c）。 （1）質(zhì)粒的基本組成單位是_。 .設(shè)計實驗探究外源基因插入的位置。（2）步驟： 將導(dǎo)入外源基因的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)菌。 分組：將細(xì)菌平均分成兩組并標(biāo)號為1，2。 培養(yǎng)：將第1組細(xì)菌放入_中培養(yǎng)，將第2組細(xì)菌放 入_中培養(yǎng)。 觀察并記錄結(jié)果。 （2）預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論：若1組、2組均能正常生長，則切入點_，若1組能正常生長，2組不能，則切入點是_二、基因工程的應(yīng)用運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動、植物。生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛

7、(阿根廷)1、基因工程與作物育種基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 培育抗逆性品種 將細(xì)菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。 抗蟲基因作物的意義： 減少農(nóng)藥的用量，降低了生產(chǎn)的成本，減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染。 與雜交育種、誘變育種相比較，基因工程育種的優(yōu)點有哪些？目的性強(qiáng)、克服遠(yuǎn)源雜交不親和性、育種周期短基因工程在畜牧業(yè)的應(yīng)用 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物（如奶牛）。 該過程的重要步驟是重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。 將人的生長激素基因和牛的生長素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的

8、“超級小鼠”。 2、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物 用基因工程的方法生產(chǎn)胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、凝血因子、以及預(yù)防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等的疫苗。 提高生產(chǎn)產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%-50%!干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自

9、不用多說。人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)3、基因工程與環(huán)境保護(hù) 環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。 環(huán)境污染治理：基因工程做成的“超級細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化

10、汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。 2006年3月14日綠色和平組織發(fā)布消息,稱亨氏營養(yǎng)米粉含有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻成分。 那么轉(zhuǎn)基因食品到底安全嗎？什么樣的轉(zhuǎn)基因食品才能上市？如何面對市場上的轉(zhuǎn)基因食品呢？三、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性兩種觀點不安全：證據(jù) 安全：證據(jù)你們的觀點？ 安全觀點： 1、轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的構(gòu)成是一樣的； 2、減少農(nóng)藥使用、減少環(huán)境污染； 3、節(jié)省生產(chǎn)成本，降低糧食售價； 4、增加食品營養(yǎng)、提高食品產(chǎn)量等。 不安全觀點： 1、可能產(chǎn)生抗除草劑的超級雜草； 2、可能使疾病的散播跨越物種障礙； 3、可能損害農(nóng)作物的生物多樣性； 4、認(rèn)為創(chuàng)造新物種，可能干擾生

11、態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 5、可能產(chǎn)生新毒素和新過敏源。（1）要將目的基因與運(yùn)載體連接起來，在基因操作中應(yīng)選用A、只需DNA連接酶B、同一種限制酶和DNA連接酶C、只需限制酶D、不同的限制酶和DNA連接酶練 習(xí)（2）下列各項中，說明目的基因完成了表達(dá)的是A、棉珠中含有殺蟲蛋白基因B、大腸桿菌中具有胰島素基因C、酵母菌中產(chǎn)生了干擾素D、抗病毒基因?qū)胪炼辜?xì)胞中（3）有關(guān)基因工程的敘述正確的是 A、限制酶只在獲得目的基因時才用 B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成 C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料（4）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是 A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來 B

12、、 限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得 C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞 D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶（5）要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是限制酶 連接酶 解旋酶 還原酶、 、 、 、（6）實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)切酶能識別分子的順序，切點在和之間，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（8）不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是A、干擾素 B、白細(xì)胞介素C、青霉素 D、乙肝疫苗 （7）基因工程的正確操作步驟是使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求提取目的基因、 、 、 （9）采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中、 、 、 、 （11）在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的A、人工合成目的基因B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D、目的基因的檢測和表達(dá)（10）轉(zhuǎn)基因動物是指A、提供基因的動物B、基因組中增加外源基因的動物C、能產(chǎn)生白蛋白的動物D、能表達(dá)基因信息的