基因工程及其應(yīng)用參考

基因工程及其應(yīng)用參考第1頁/共36頁能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的第2頁/共36頁轉(zhuǎn)基因鮭魚同時具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性等優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物新品種.抗蟲害的玉米第3頁/共36頁

你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細菌上嗎？你能推測出，這種基因的“嫁接”是怎么實現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？問題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌第4頁/共36頁一、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，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胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因重組生物體外基因/DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達人類需要的基因產(chǎn)物第5頁/共36頁1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶

專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵，產(chǎn)生兩個黏性末端。二、基因操作的工具第6頁/共36頁黏性末端例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。第7頁/共36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:第8頁/共36頁2、基因的“針線”——DNA連接酶連接酶的作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。連接的部位：

生成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：第9頁/共36頁連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。第10頁/共36頁基因的針線：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用同種限制酶切割第11頁/共36頁3、基因的運輸工具——運載體

常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等標記基因，便于進行檢測。

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

第12頁/共36頁作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3）具有某些標記基因，便于進行篩選。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)粒的存在對宿主細胞無影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細胞內(nèi)完成。質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c？第13頁/共36頁從細胞中分離出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載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的表達與檢測三、基因工程操作的基本步驟第14頁/共36頁⒈要使目的基因與對應(yīng)的運載體重組，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使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細胞

③檢測目的基因的表達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:第15頁/共36頁四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種第16頁/共36頁蘇云金桿菌第17頁/共36頁轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆第18頁/共36頁第19頁/共36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20頁/共36頁中國農(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第21頁/共36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锛毎麅?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22頁/共36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23頁/共36頁

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)第24頁/共36頁乙肝疫苗我國生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品第25頁/共36頁轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進我國百姓的生活。國內(nèi)尚沒有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn)近幾年我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，其中大部分是轉(zhuǎn)基因大豆。我國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)基因食品的安全性第26頁/共36頁現(xiàn)在國內(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、番茄醬第27頁/共36頁現(xiàn)在市場上常見的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？

小西紅柿其實并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通過常規(guī)育種方法培育的。第28頁/共36頁轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論支持派認為：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)。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29頁/共36頁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。環(huán)保團體認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)境造成負面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護的歐盟國家，對轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產(chǎn)品的進口。第30頁/共36頁“轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標簽?”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標簽；若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對一部分人群有過敏性反應(yīng)的蛋白，則需加標簽，以使購買者作出選擇。第31頁/共36頁我國2001年6月6日，國務(wù)院公布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》規(guī)定，不得銷售未標識的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標識應(yīng)注明