基因工程及其應(yīng)用公開課圖片動畫均有

基因工程及其應(yīng)用公開課圖片動畫均有第1頁/共29頁當(dāng)人類擁有了只有大自然才擁有的改造生物、創(chuàng)造生物的能力時，也感到了不安與困惑。第2頁/共29頁

轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻和蔬菜第3頁/共29頁一、基因工程的原理（一）概念又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把在一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后導(dǎo)入另一種生物的細(xì)胞，定向地改造生物的遺傳性狀。原理：基因重組結(jié)果第4頁/共29頁指“

限制性核酸內(nèi)切酶

”主要存在于微生物專一性：一種限切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定位點(diǎn)切割DNA分子來源:特點(diǎn):“”作用于：磷酸二酯鍵一、基因工程的原理（二）基因工程的工具第5頁/共29頁CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端第6頁/共29頁

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？具有第7頁/共29頁ATCGGCG

ATCGGCCTTAA

GGCATCAATTCGAAATTCCGTAGTTAAGCTATCGGCGAATTCCGTAGTTAAGCTATCGGCCTTAAGGCATCAATTCGA

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目的基因同種限制酶切割第8頁/共29頁指“DNA連接酶”“

”

作用：主要是連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵一、基因工程的原理（二）基因工程的工具第9頁/共29頁

DNA連接酶的作用位點(diǎn)：磷酸二酯鍵第10頁/共29頁（2）常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等（1）運(yùn)載體的作用一、基因工程的原理（二）基因工程的工具將外源基因送入受體細(xì)胞質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。第11頁/共29頁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(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3）運(yùn)載體的條件第12頁/共29頁第一步：第二步：提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運(yùn)載體，并用DNA連接酶連接。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第四步:目的基因的檢測和表達(dá)一、基因工程的原理（三）基因工程的一般步驟一般檢測：標(biāo)記基因是否表達(dá)第13頁/共29頁

第14頁/共29頁四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種第15頁/共29頁生長快、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)第16頁/共29頁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。第17頁/共29頁

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%!第18頁/共29頁

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)境污染治理第19頁/共29頁

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。第20頁/共29頁

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!第21頁/共29頁轉(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(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)。第22頁/共29頁美國人食用轉(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。第23頁/共29頁反對派的觀點(diǎn)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。第24頁/共29頁環(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。第25頁/共29頁我國2001年6月6日，國務(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，不得銷售未標(biāo)識的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標(biāo)識應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的主要原料名稱；有特殊銷售范圍的還應(yīng)注明并在指定范圍內(nèi)銷售。第26頁/共29頁幾種常見育種方法的比較育種方法雜交育種單倍體育種多倍體育種誘變育種基因工程育種基本原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例作業(yè)：雜交→自交→選優(yōu)基因重組不同個體的優(yōu)良性狀可集中到同一個個體上育種時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀雜交水稻中國荷斯坦牛花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)加倍染色體變異明顯縮短育種年限，后代一般都為純種技術(shù)復(fù)雜，成本高普通小麥花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗染色體變異植物莖桿粗壯，果實(shí)、種子大，營養(yǎng)高發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低無籽西瓜物理或化學(xué)方法處理動植物、微生物基因突變提高變異頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程有利變異少，需要處理大量實(shí)驗(yàn)材料，具有不確定性青霉菌高產(chǎn)菌株的培育黑農(nóng)五號大豆基因重組將一種生物特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)定向地改造生物的遺傳性狀可能引起生態(tài)危機(jī)，技術(shù)難度大轉(zhuǎn)基因抗蟲棉第27頁/共29頁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(shí)施基因工程的第一步的一種