《基因工程及其應(yīng)用》參考課件

第2節(jié)

基因工程及其應(yīng)用第2節(jié)

基因工程及其應(yīng)用能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚(yú)普通熱帶斑馬魚(yú)是不發(fā)熒光的能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚(yú)普通熱帶斑馬魚(yú)是不發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因鮭魚(yú)同時(shí)具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性等優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物新品種.抗蟲(chóng)害的玉米轉(zhuǎn)基因鮭魚(yú)同時(shí)具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性等優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物新品種

你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)出，這種基因的“嫁接”是怎么實(shí)現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類(lèi)似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？問(wèn)題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)一、基因工程的概念：

又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，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。原理操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程結(jié)果基因重組生物體外基因/DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物一、基因工程的概念：原理操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程結(jié)果1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶

專(zhuān)一性：識(shí)別特定核苷酸序列，在特定的切點(diǎn)切DNA，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵，產(chǎn)生兩個(gè)黏性末端。二、基因操作的工具1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶二、基因操作黏性末端例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。黏性末端例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在

被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思考:被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思2、基因的“針線(xiàn)”——DNA連接酶連接酶的作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。連接的部位：

生成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過(guò)程：2、基因的“針線(xiàn)”——DNA連接酶連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成基因的針線(xiàn)：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割基因的針線(xiàn)：DNA連接酶

GAATTCC3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。

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.

3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和作為運(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。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(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。質(zhì)粒可作為有何特點(diǎn)？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)定地從細(xì)胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因與運(yùn)載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)與檢測(cè)三、基因工程操作的基本步驟從細(xì)胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基⒈要使目的基因與對(duì)應(yīng)的運(yùn)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．②③2.基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測(cè)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積極思維:⒈要使目的基因與對(duì)應(yīng)的運(yùn)載體重組，所需的兩種酶是()積極思四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種蘇云金桿菌蘇云金桿菌轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（《基因工程及其應(yīng)用》參考ppt課件生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小2、基因工程與藥物研制我國(guó)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(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)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(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。2、基因工程與藥物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物胰島素從豬、牛等動(dòng)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(jià)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(jià)格降低了30%-50%!胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取

干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說(shuō)。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類(lèi)的病苦，提高人類(lèi)的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，乙肝疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品乙肝疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分胰島素轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)我國(guó)百姓的生活。國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn)近幾年我國(guó)大量從美國(guó)、阿根廷等國(guó)進(jìn)口大豆，其中大部分是轉(zhuǎn)基因大豆。我國(guó)有一半以上的大豆色拉油含有轉(zhuǎn)基因成分。3、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)我國(guó)百姓的生活。3、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品現(xiàn)在國(guó)內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？第一批列入目錄的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物是：大豆：大豆種子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕玉米：玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉油菜：油菜種子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕棉花種子番茄：番茄種子、鮮番茄、番茄醬現(xiàn)在國(guó)內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？第一批列入目錄的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物是現(xiàn)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？

小西紅柿其實(shí)并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通過(guò)常規(guī)育種方法培育的?，F(xiàn)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？

小西紅柿轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭(zhēng)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(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒(méi)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)。美國(guó)人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)上有4000多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒(méi)有事例證明人吃了以后會(huì)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(guó)，均有幾千萬(wàn)人在吃，到現(xiàn)在為止也沒(méi)有—個(gè)案例說(shuō)明它有問(wèn)題。轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭(zhēng)論支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物反對(duì)派的觀(guān)點(diǎn)一英國(guó)科學(xué)家聲稱(chēng)，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國(guó)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(chóng)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)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長(zhǎng)期安全測(cè)試，長(zhǎng)期食用可能對(duì)人類(lèi)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(guó)家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國(guó)GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。反對(duì)派的觀(guān)點(diǎn)一英國(guó)科學(xué)家聲稱(chēng)，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)“轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽?”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實(shí)質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標(biāo)簽；若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對(duì)一部分人群有過(guò)敏性反應(yīng)的蛋白，則需加標(biāo)簽，以使購(gòu)買(mǎi)者作出選擇?！稗D(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽?”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具我國(guó)2001年6月6日，國(guó)務(wù)院公布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》規(guī)定，不得銷(xiāo)售未標(biāo)識(shí)的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生