第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用課件(正式)

最新款的摩托車你想過嗎?誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？基因工程及其應(yīng)用第六章第2節(jié)基因工程：即

。通俗地說，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。基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)胞獲得新性狀解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？（二）基因操作的工具關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體1、基因工程的DNA限制性內(nèi)切酶(限制酶)主要存在于微生物一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點(diǎn)切割DNA分子已發(fā)現(xiàn)的有200多種種類:來源:特點(diǎn):“”作用于：磷酸二酯鍵AGCTAGCTP脫氧核糖PPP脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核苷酸磷酸二酯鍵CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGEcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端

被同一種限制酶切斷的兩個(gè)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CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA連接酶的作用位點(diǎn)是：相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯鍵。2、基因工程的“針線”2、基因工程的DNA連接酶“”作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子3、基因的運(yùn)載體（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(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接③具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選（2）常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病毒等（1）概念

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,是能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。

作為基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體，必需具備的條件之一及理由是···························（）A、能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便目的基因表達(dá)C、具某些標(biāo)記基因，以便于為目的基因的表達(dá)提供條件D、能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便進(jìn)行篩選A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)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定三、基因工程操作的基本步驟抗蟲棉抗CMV甜椒抗蟲原理？抗蟲結(jié)果？四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種抗蟲轉(zhuǎn)基因植物生長快、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)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄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(jià)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。

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%!

臨床常見的生長激素，干擾素和乙肝疫苗等藥物都可以用基因工程來大規(guī)模生產(chǎn)1987年開始上市的干擾素生產(chǎn)胰島素歷史？

基因工程做成的“超級(jí)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(jí)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

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。例1.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的前景,荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是：①②③④（2）基因表達(dá)的含義是：

（3）寫出酶基因工程在植物體內(nèi)的表達(dá)過程：

（4）基因工程操作中的工具是：

海藻糖合成酶基因的獲取目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測(cè)基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)出相應(yīng)的性狀酶基因mRNA海藻糖合成酶轉(zhuǎn)錄翻譯限制性核酸內(nèi)切酶；DNA連接酶；運(yùn)載體操作復(fù)雜，難度大目的性強(qiáng)，育種時(shí)間短，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙基因重組基因工程育種小結(jié)：1、原理：2、主要操作過程：3、優(yōu)點(diǎn)：4、缺點(diǎn)：1.目的基因的提取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(cè)與表達(dá)

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!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，均有幾千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有—個(gè)案例說明它有問題。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)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。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GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。基因工程的操作工具1.基因的剪刀——限制酶2.基因的針線——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

基因工程的操作步驟1.目的基因的提取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(cè)與鑒定小結(jié)一、基因工程的原理二、基因工程的應(yīng)用三、轉(zhuǎn)基因和轉(zhuǎn)基因食品的安全性

1.人體某蛋白質(zhì)在細(xì)胞中合成后必須經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的進(jìn)一步加工方能分泌到細(xì)胞外，欲通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使編碼該蛋白質(zhì)的基因得以表達(dá)最終獲得成熟蛋白，下列適于充當(dāng)受體細(xì)胞的是() A．大腸桿菌B．酵母菌 C．噬菌體D．質(zhì)粒B課堂練習(xí)

2.1978年美國科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將人類的胰島素基因拼接到大腸桿菌DNA中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產(chǎn)出人類胰島素藥物。請(qǐng)回答：①從分子結(jié)構(gòu)看，細(xì)菌中的質(zhì)粒是一種

；質(zhì)粒能隨細(xì)菌的細(xì)胞分裂而增加，質(zhì)粒這種增殖方式在遺傳學(xué)上稱為

。②基因工程中常采用質(zhì)粒作為

。DNADNA復(fù)制運(yùn)載體

④人的胰島素基因能在大腸桿菌細(xì)胞中表達(dá)，合成人的胰島素，說明不同生物

。共用一套密碼子請(qǐng)回答：①圖中外源基因由

提供，受體細(xì)胞由

提供。②外源基因成功表達(dá)的過程為

。

3.現(xiàn)在，許多發(fā)達(dá)的國家采用基因療法來治療糖尿病，其操作過程如圖所示。健康人病人

DNA→RNA→蛋白質(zhì)（胰島素）習(xí)題答案基礎(chǔ)題1.基因工程的操作通常包括以下4步：（1）獲得目的基因（外源基因）；（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成重組DNA分子；（3）將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞；（4）目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。

2.

3.常用的運(yùn)載體有質(zhì)