第六章 第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用

第六章第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用第1頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚請(qǐng)您欣賞能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想第2頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的第3頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三請(qǐng)您欣賞抗蟲害的玉米抗蟲棉能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌第4頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從大腸桿菌說起－－胰島素每100kg豬或牛的胰腺中提取4~5g胰島素1979年，利用大腸桿菌的DNA分子重組，2000L大腸桿菌的培養(yǎng)液中提取100g胰島素，相當(dāng)于2噸豬胰腺中提取的量第5頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三問題探討1、為什么要把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上？2、怎樣把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去？3、把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去后與普通細(xì)菌有什么不同？基因工程大腸桿菌可以產(chǎn)生人類的胰島素胰島素提取困難，試著用其他科學(xué)方法去生產(chǎn)第6頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、基因工程原理——基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來，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：操作水平：結(jié)果：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。第7頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）1、基因操作的工具特點(diǎn)：專一性。即：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。例：大腸桿菌(EcoRI)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。第8頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三限制酶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？是的。因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍?。?頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基因的針線——DNA連接酶磷酸二酯鍵作用：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。第10頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重組DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG第11頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體或動(dòng)植物病毒質(zhì)粒是存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體而自主復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子。第12頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三運(yùn)載體的特點(diǎn)：1)、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存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)行篩選第13頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第14頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。如:蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗?。共《尽⒖辜?xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。提取方法直接分離：鳥槍法人工合成2、基因操作的基本步驟1）提取目的基因第15頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過程，實(shí)際上是不同來源的基因重組的過程。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。2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合第16頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三方法：顯微注射法用口徑為1μm的DNA注射器，將大量的目的基因片段注入到受體細(xì)胞內(nèi)。3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第17頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三受體細(xì)胞必須表現(xiàn)我們所需要的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)。4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第18頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物,通過基因重組后,細(xì)菌能夠合成人體的胰島素，這說明了什么？生物界的統(tǒng)一性——所有生物共用一套遺傳密碼思考與討論第19頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、基因工程的應(yīng)用運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)1、基因工程與作物育種第20頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三培育抗逆性品種

將細(xì)菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。

抗蟲基因作物的意義：減少農(nóng)藥的用量，降低了生產(chǎn)的成本，減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。第21頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆第22頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽牛花改變了花色第23頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。B：轉(zhuǎn)沒有綠色熒光蛋白的空質(zhì)粒的花，第24頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、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

用基因工程的方法生產(chǎn)胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、凝血因子、以及預(yù)防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等的疫苗。提高生產(chǎn)產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本。第25頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三胰島素從豬、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%!第26頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取20—4mg干擾素人造血液及其生產(chǎn)第27頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三產(chǎn)品名稱菌株或細(xì)胞應(yīng)用人胰島素大腸桿菌人生長(zhǎng)激素大腸桿菌表皮生長(zhǎng)因子大腸桿菌白細(xì)胞介素-2大腸桿菌a—干擾素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓劑哺乳動(dòng)物細(xì)胞治療糖尿病治療生長(zhǎng)缺陷癥治療燙傷、胃潰瘍治療某些癌癥治療癌癥或病毒感染預(yù)防病毒性肝炎治療心血管?。ㄐ呐K?。┑?8頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只有10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來第29頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三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30頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

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)。通常一種細(xì)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。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。第31頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2006年3月14日綠色和平組織發(fā)布消息,稱亨氏營(yíng)養(yǎng)米粉含有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻成分。那么轉(zhuǎn)基因食品到底安全嗎？什么樣的轉(zhuǎn)基因食品才能上市？如何面對(duì)市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因食品呢？

第32頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性兩種觀點(diǎn)不安全：證據(jù)安全：證據(jù)你們的觀點(diǎn)？第33頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

安全觀點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的構(gòu)成一樣；2、減少農(nóng)藥使用、減少環(huán)境污染；3、節(jié)省生產(chǎn)成本，降低糧食售價(jià)；4、增加食品營(yíng)養(yǎng)、提高食品產(chǎn)量等。第34頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三不安全觀點(diǎn)：1、可能產(chǎn)生抗除草劑的超級(jí)雜草；2、可能使疾病的散播跨越物種障礙；3、可能損害農(nóng)作物的生物多樣性；4、認(rèn)為創(chuàng)造新物種，可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；5、可能產(chǎn)生新毒素和新過敏源。第35頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三最新款的摩托車你想過嗎?第36頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三誰(shuí)能告訴我這是ＷＨＡＴ？第37頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三誰(shuí)能告訴我這是ＷＨＡＴ？第38頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三誰(shuí)能告訴我這是ＷＨＡＴ？第39頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三你知道什么是真正的碩果累累嗎?第40頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、要將目的基因與運(yùn)載體連接起來，在操作中應(yīng)選用A、只需DNA連接酶B、同一種限制酶和DNA連接酶C、只需限制酶D、不同的限制酶和DNA連接酶課堂練習(xí)2、下列各項(xiàng)中，說明目的基因完成了表達(dá)的是A、棉珠中含有殺蟲蛋白基因B、大腸桿菌中具有胰島素基因C、酵母菌中產(chǎn)生了干擾素D、抗病毒基因?qū)胪炼辜?xì)胞中BC第41頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、要使目的基因與對(duì)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、②③4、實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點(diǎn)在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶的Ａ、高效性Ｂ、專一性Ｃ、多樣性Ｄ、催化活性易受外界影響AB第42頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6、不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是A、干擾素B、白細(xì)胞介素C、青霉素D、乙肝疫苗 5、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、②④①③Ｃ、④①②③Ｄ、③④①②

CC第43頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7、采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是（）

①將毒素蛋白注射到棉受精卵中

②將編碼毒素