基因工程及其應(yīng)用完美版

基因工程及其應(yīng)用完美版基因工程及其應(yīng)用完美版第1頁能發(fā)光水母請您觀賞能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?構(gòu)想不能發(fā)光熱帶斑馬魚基因工程及其應(yīng)用完美版第2頁請您觀賞超級小鼠與超級魚基因工程及其應(yīng)用完美版第3頁能產(chǎn)生人胰島素大腸桿菌請您觀賞基因“嫁接”基因工程及其應(yīng)用完美版第4頁在猴子未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活潑小猴“安迪”。

經(jīng)過對“安迪”研究咱們能夠簡單地引進(jìn)如老年性癡呆病基因、帕金森病基因等，加緊針對這類疾病疫苗開發(fā)研究。基因工程基因工程及其應(yīng)用完美版第5頁什么叫基因工程?基因工程基礎(chǔ)操作步驟有哪些?歸納出科學(xué)家實(shí)施基因工程總體思緒閱讀教材P102，處理以下問題：能力表達(dá)基因工程及其應(yīng)用完美版第6頁

又稱基因拼接技術(shù),或重組DNA技術(shù)。通俗說，就是按照大家意愿，把一個生物某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一個生物細(xì)胞里，定向改造生物遺傳性狀。

基因工程(geneengineering)基因工程及其應(yīng)用完美版第7頁原理：操作水平：結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物遺傳性狀，取得人類所需要品種。

基因工程(geneengineering)基因工程及其應(yīng)用完美版第8頁培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌簡明過程：你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(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)胞提取胰島素基因與運(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(shí)例展示基因工程及其應(yīng)用完美版第9頁培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(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“剪刀”基因“針線”基因運(yùn)載體基因工程及其應(yīng)用完美版第10頁如:EcoRI1、該限制酶只能識別GAATTC序列，說明了限制酶含有特征是

。2、EcoRI限制酶識別了GAATTC序列后，將會發(fā)生什么樣改變？主動思索專一性1.基因剪刀—限制性核酸內(nèi)切酶

基因操作(geneengineering)工具基因工程及其應(yīng)用完美版第11頁模型構(gòu)建1CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪切目標(biāo)基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目標(biāo)基因黏性末端基因工程及其應(yīng)用完美版第12頁

被同一個限制酶切斷幾個DNA是否含有相同黏性末端？思索:基因工程及其應(yīng)用完美版第13頁2.分子針線—DNA連接酶(DNAlinking-enzyme)主動思索DNA連接酶連接是兩個脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子什么部位？基因操作(geneengineering)工具基因工程及其應(yīng)用完美版第14頁（1）作用對象：兩個含有相同粘性末端DNA片段。（2）作用位置：脫氧核糖與磷酸之間缺口（磷酸二酯鍵）。（3）作用結(jié)果：形成重組DNA。3、基因“針線”指

——DNA連接酶基因工程及其應(yīng)用完美版第15頁基因針線：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工程及其應(yīng)用完美版第16頁目標(biāo)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)？3.基因運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

(carrying)常見運(yùn)載體(carrying)有兩類：

1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)質(zhì)粒(plasmid)2）噬菌體(bacteriophages)

或一些動植物病毒(virus)基因操作(geneengineering)工具基因工程及其應(yīng)用完美版第17頁大腸桿菌質(zhì)粒

(plasmid)：運(yùn)載體(carrying)應(yīng)該含有什么特點(diǎn)呢?？基因操作(geneengineering)工具基因工程及其應(yīng)用完美版第18頁運(yùn)載體需具備特點(diǎn)：1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保留；２含有多個限制酶切點(diǎn)方便與外源基因相連；３含有標(biāo)識基因，便于進(jìn)行篩選．基因工程及其應(yīng)用完美版第19頁基因工程及其應(yīng)用完美版第20頁基因工程(geneengineering)“四步曲”提取目標(biāo)基因1目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合2將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞3目標(biāo)基因檢測和表示4基因工程及其應(yīng)用完美版第21頁當(dāng)前被較廣泛提取使用目標(biāo)基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。二、基因操作基礎(chǔ)步驟１、提取目標(biāo)基因——將

需要基因從供體生物

細(xì)胞內(nèi)提取出來。供體生物細(xì)胞取出DNA用限制酶剪去多出個別目標(biāo)基因限制酶基因工程及其應(yīng)用完美版第22頁提取目標(biāo)基因方法用限制酶切斷成許多片段⑴直接分離基因——鳥槍法將供體生物DNA用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物不一樣細(xì)胞中去。只要有一個細(xì)胞取得了需要目標(biāo)基因并得以表示，基因工程就算成功了。

該法最大缺點(diǎn)是帶有很大盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第23頁⑵人工合成基因法DNA合成儀有兩種方法：

①逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。

②直接合成法：依據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸次序推算出信使RNA核苷酸次序，再據(jù)此推算出基因DNA脫氧核苷酸次序。用游離脫氧核苷酸直接合成對應(yīng)基因?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第24頁2、目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目標(biāo)基因相同限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目標(biāo)基因插入切口處，讓目標(biāo)基因黏性末端與切口上黏性末端互補(bǔ)配對后，在連拉酶作用下連接形成重組DNA分子?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第25頁3、將目標(biāo)基因?qū)胧?/p>

體細(xì)胞并使之?dāng)U增導(dǎo)入擴(kuò)增要讓目標(biāo)基因表示，必須將它導(dǎo)入受體細(xì)胞并進(jìn)行擴(kuò)增。

為取得目標(biāo)基因表示產(chǎn)物時，通常以大腸桿菌等無害易得細(xì)菌為受體。為改進(jìn)某種生物時，將欲改進(jìn)生物細(xì)胞為受體?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第26頁4、目標(biāo)基因檢測和表示前三步處理十分繁鎖，為確保目標(biāo)基因得到有效利用，通常見大量受體細(xì)胞來接收不多目標(biāo)基因。這么，處理受體細(xì)胞中真正攝入了目標(biāo)基因極少，必須將它從中檢測出來。無表示產(chǎn)物無表示產(chǎn)物有表示產(chǎn)物無表示產(chǎn)物

細(xì)菌檢測，將每個受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目標(biāo)基因表示產(chǎn)物。淘汰無表示產(chǎn)物菌落，保留有表示產(chǎn)物深入培養(yǎng)、研究?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第27頁

多細(xì)胞生物檢測，將每個受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個體，檢測這些個體是否攝入目標(biāo)基因，攝入基因是否表示（是否表現(xiàn)出對應(yīng)性狀）。淘汰無改變個體，保留有對應(yīng)改變個體深入培養(yǎng)、研究。例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目標(biāo)基因或攝入目標(biāo)基因未表示。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表示?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第28頁12基因工程操作工具1.基因剪刀

——限制性內(nèi)切酶2.基因針線

——ＤＮＡ連接酶

3.基因運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體

基因工程操作步驟1.目標(biāo)基因提取2.目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目標(biāo)基因檢測與表示基因工程(geneengineering)原理小結(jié)基因工程及其應(yīng)用完美版第29頁⒈要使目標(biāo)基因與對應(yīng)載體重組，所需工具酶是①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②2.以下關(guān)于基因工程敘述中,正確是:A.限制酶只用于提取目標(biāo)基因

B.細(xì)菌體內(nèi)環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體

C.DNA連接酶可用于目標(biāo)基因和運(yùn)載體連接

D.重組DNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞,基因工程則完成.AC小試身手基因工程及其應(yīng)用完美版第30頁3.以下說法正確是:A.目標(biāo)基因是指重組DNA

B.一個限制酶只能識別一個特定核苷酸序列

C.DNA重組所用工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體

D.只要受體細(xì)胞中含有目標(biāo)基因，目標(biāo)基因就一定能夠成功表示B基因工程及其應(yīng)用完美版第31頁4.基因工程正確操作步驟是（）

①使目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測目標(biāo)基因表示是否符合特定性狀要求

④提取目標(biāo)基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②主動思維:基因工程及其應(yīng)用完美版第32頁4.基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好前景,荷蘭一家企業(yè)將大腸桿菌中海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并取得有效表示，使“工程植物”增強(qiáng)了耐旱性、耐寒性基礎(chǔ)操作步驟是：①②③④（2）基因表示含義是：

（3）寫出酶基因工程在植物體內(nèi)表示過程：

（4）基因工程操作中工具是：

海藻糖合成酶基因獲取目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞目標(biāo)基因表示和檢測基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白質(zhì)，表達(dá)出對應(yīng)性狀酶基因mRNA海藻糖合成酶轉(zhuǎn)錄翻譯基因工程及其應(yīng)用完美版第33頁5、基因工程應(yīng)用原理是()

Ａ．染色體變異Ｂ．基因突變Ｃ．基因重組Ｄ．細(xì)胞全能性練一練7、以下哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用運(yùn)載體（）Ａ．細(xì)菌質(zhì)粒Ｂ．噬菌體Ｃ．動植物病毒Ｄ．細(xì)菌擬核

DNA

CD6、以下科學(xué)技術(shù)結(jié)果與所利用科學(xué)原理有錯誤是（）

A．抗蟲棉——基因工程

B．無籽西瓜——單倍體育種

C．“黑農(nóng)五號”大豆品種——基因突變

D．生產(chǎn)啤酒——無氧呼吸B基因工程及其應(yīng)用完美版第34頁四、基因工程應(yīng)用（一）、基因工程與作物育種

1、在農(nóng)作物生產(chǎn)方面目標(biāo)：培育出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性優(yōu)良作物及新品種。優(yōu)點(diǎn)：降低生產(chǎn)成本，降低農(nóng)藥使用對環(huán)境危害，提升農(nóng)作物對不良環(huán)境適應(yīng)能力?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第35頁轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因馬鈴薯不會引發(fā)過敏轉(zhuǎn)基因大豆基因工程及其應(yīng)用完美版第36頁（一）、基因工程與作物育種

2、在畜牧養(yǎng)殖方面科學(xué)家利用基因工程方法培育出了轉(zhuǎn)基因奶牛、超級綿羊等各種轉(zhuǎn)基因動物。生長快、肉質(zhì)好轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有些人生長激素轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)基因工程及其應(yīng)用完美版第37頁導(dǎo)入貯藏蛋白基因超級羊和超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途豬和小鼠超級動物特殊動物基因工程及其應(yīng)用完美版第38頁(二）、基因工程與藥品研制我國生產(chǎn)個別基因

工程疫苗和藥品許多藥品生產(chǎn)是從生物組織中提取。受材料起源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長快速，輕易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成對應(yīng)藥品成份基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生對應(yīng)藥品，不但能處理產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本?；蚬こ碳捌鋺?yīng)用完美版第39頁胰島素從豬、牛等動物胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!優(yōu)點(diǎn)：能夠高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量，低成本藥品。基因工程及其應(yīng)用完美版第40頁（三）、環(huán)境保護(hù)

基因工程做成“超級細(xì)菌”能吞食和分解各種污染環(huán)境物質(zhì)。通常一個細(xì)菌只能分解石油中一個烴類，用基因工程培育成功“超級細(xì)菌”卻能分解石油中各種烴類化合物。有還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。基因工程及其應(yīng)用完美版第41頁

1998年，英國一位生物學(xué)家在電視節(jié)目中宣告：老鼠食用了轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后，腎、脾和消化道都出現(xiàn)了損傷，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)遭到破壞。五、轉(zhuǎn)基因生物和食品安全？基因工程及其應(yīng)用完美版第42頁

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?基因工程及其應(yīng)用完美版第43頁課堂小結(jié)：基因“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶基因“針線”——DNA連接酶基因運(yùn)輸工具——運(yùn)載體（質(zhì)粒）1.基因工程概念2.基因工程操作基礎(chǔ)工具3.基因操作基礎(chǔ)步驟

目標(biāo)基因提取

目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合

目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞

目標(biāo)基因檢測與判定基因工程及其應(yīng)用完美版第44頁雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種

基因工程處理雜交射線、輻射處理秋水仙素花藥離體培養(yǎng)

基因轉(zhuǎn)移原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異