基因工程及其應(yīng)用課件

藍(lán)色妖姬當(dāng)前第1頁\共有47頁\編于星期三\2點水母當(dāng)前第2頁\共有47頁\編于星期三\2點誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？當(dāng)前第3頁\共有47頁\編于星期三\2點基因工程及其應(yīng)用第2節(jié)當(dāng)前第4頁\共有47頁\編于星期三\2點基因工程：即。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，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，地改造生物的。原理：操作水平：結(jié)果：一、基因工程基因重組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?；蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀當(dāng)前第5頁\共有47頁\編于星期三\2點二、基因操作的工具當(dāng)前第6頁\共有47頁\編于星期三\2點1、基因工程的指“限制性核酸內(nèi)切酶

”主要存在于微生物一種限切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點切割DNA分子已發(fā)現(xiàn)的有200多種種類:來源:特點:“”作用于：磷酸二酯鍵當(dāng)前第7頁\共有47頁\編于星期三\2點限制性內(nèi)切酶（EcoRⅠ）作用過程點擊播放當(dāng)前第8頁\共有47頁\編于星期三\2點

被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有當(dāng)前第9頁\共有47頁\編于星期三\2點2、基因工程的指“DNA連接酶”“”作用：將互補配對的兩個粘性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子當(dāng)前第10頁\共有47頁\編于星期三\2點DNA連接酶的作用過程點擊播放當(dāng)前第11頁\共有47頁\編于星期三\2點

DNA連接酶的作用位點是：相鄰的兩個脫氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯鍵。當(dāng)前第12頁\共有47頁\編于星期三\2點3、基因的運載體（1）運載體的概念要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因(如抗蟲基因),送入受體細(xì)胞(如棉細(xì)胞),還需要有運輸工具,這就是運載體。（2）常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等當(dāng)前第13頁\共有47頁\編于星期三\2點（3）條件①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存②具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接③具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選作為運載體必須具備哪些條件？當(dāng)前第14頁\共有47頁\編于星期三\2點

標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。

其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

（4）它們的共同特點是都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力當(dāng)前第15頁\共有47頁\編于星期三\2點質(zhì)粒的特點1、細(xì)胞染色體（或擬核DNA分子）外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2、質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。當(dāng)前第16頁\共有47頁\編于星期三\2點大腸桿菌的質(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)進(jìn)行。當(dāng)前第17頁\共有47頁\編于星期三\2點1.以下說法正確的是（）

A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體

C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接

D、DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵C練習(xí)當(dāng)前第18頁\共有47頁\編于星期三\2點2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是

A、能復(fù)制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標(biāo)記基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習(xí)當(dāng)前第19頁\共有47頁\編于星期三\2點3.有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（）

A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種

B、重組DNA的形成在細(xì)胞內(nèi)完成

C、目的基因須由運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D、質(zhì)粒都可作為運載體BD練習(xí)當(dāng)前第20頁\共有47頁\編于星期三\2點三、基因工程基本步驟1、獲取目的基因基因工程的第一步，是取得人們所需要的特定基因，也就是目的基因如抗蟲基因，抗病基因、種子的貯存蛋白基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等都是目的基因。要獲得目的基因，主要有兩條途徑：一條是從供體細(xì)胞的DNA中直接分離基因，另一條是人工合成基因。當(dāng)前第21頁\共有47頁\編于星期三\2點2、目的基因與運載體結(jié)合

用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成重組DNA分子。細(xì)菌供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出DNA用限制酶切斷DNA用連接酶連接目的基因當(dāng)前第22頁\共有47頁\編于星期三\2點3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞擴增當(dāng)前第23頁\共有47頁\編于星期三\2點1、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動植物細(xì)胞等2、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)物多當(dāng)前第24頁\共有47頁\編于星期三\2點4、目的基因的表達(dá)和檢測

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，必須將它從中檢測出來。將每個受體細(xì)胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測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)、研究。無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物當(dāng)前第25頁\共有47頁\編于星期三\2點當(dāng)前第26頁\共有47頁\編于星期三\2點四、基因工程的應(yīng)用１、基因工程與作物育種1993年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家成功地培育出了抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強的蛋白質(zhì)晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅目害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑铮棺魑镒陨砭哂械钟x害的能力。當(dāng)前第27頁\共有47頁\編于星期三\2點四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種當(dāng)前第28頁\共有47頁\編于星期三\2點抗蟲轉(zhuǎn)基因植物當(dāng)前第29頁\共有47頁\編于星期三\2點生長快、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(阿根廷)當(dāng)前第30頁\共有47頁\編于星期三\2點轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄當(dāng)前第31頁\共有47頁\編于星期三\2點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

許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。

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)胛⑸锛?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。當(dāng)前第32頁\共有47頁\編于星期三\2點

胰島素從豬、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！使其價格降低了30%-50%!當(dāng)前第33頁\共有47頁\編于星期三\2點

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)。

通常一種假單孢桿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。

科學(xué)家還培育出能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)的細(xì)菌。3、環(huán)境污染治理當(dāng)前第34頁\共有47頁\編于星期三\2點

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。當(dāng)前第35頁\共有47頁\編于星期三\2點

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!當(dāng)前第36頁\共有47頁\編于星期三\2點當(dāng)前第37頁\共有47頁\編于星期三\2點

轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國)，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。用轉(zhuǎn)基因的植物生產(chǎn)藥物當(dāng)前第38頁\共有47頁\編于星期三\2點轉(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)得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調(diào)，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。當(dāng)前第39頁\共有47頁\編于星期三\2點美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級市場上有4000多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至?xí)鹚劳觥?/p>

加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國，均有幾千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有—個案例說明它有問題。當(dāng)前第40頁\共有47頁\編于星期三\2點反對派的觀點一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前第41頁\共有47頁\編于星期三\2點環(huán)保團體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長期安全測試，長期食用可能對人類及生態(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，對轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。當(dāng)前第42頁\共有47頁\編于星期三\2點⒈要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③⒉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ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．專一性Ｃ．多樣性Ｄ．催化活性易受外界影響ＡＢ隨練習(xí)堂當(dāng)前第43頁\共有47頁\編于星期三\2點⒊基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因

Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②

Ｃ當(dāng)前第44頁\共有47頁\編于星期三\2點⒋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（）（２００３理綜第７題）

①將毒素蛋白注射到棉受精卵中

②將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中

③將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ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)

④將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ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

Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．④①Ｃ當(dāng)前第45頁\共有47頁\編于星期三\2點5．下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是 （）

C當(dāng)前第46頁\共有47頁\編于星期三\2點

科學(xué)家將攜帶抗蟲基因的運載體導(dǎo)入二倍體棉花細(xì)胞中,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，該植株含有一個攜帶目的基