高二生物 基因工程

高二生物基因工程第1頁/共52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52頁轉(zhuǎn)基因鮭魚抗蟲害的玉米第3頁/共52頁看看身邊的基因工程產(chǎn)品第4頁/共52頁思考：1、為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？2、推測這種“嫁接”怎樣能實(shí)現(xiàn)？3、這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？第5頁/共52頁一基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果實(shí)質(zhì)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組第6頁/共52頁我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉第7頁/共52頁蘇云金桿菌

是否能將“毒蛋白基因”直接“注入”棉花細(xì)胞內(nèi)呢？蘇云金桿菌的毒蛋白基因控制抗蟲毒蛋白抗蟲性狀體現(xiàn)第8頁/共52頁1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶

專一性:識別雙鏈DNA特定核苷酸序列，在特定的切點(diǎn)切斷兩個脫氧核苷酸之間的鍵。

基因操作的工具第9頁/共52頁黏性末端例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識別

GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRI第10頁/共52頁第11頁/共52頁第12頁/共52頁2、基因的“漿糊”——DNA連接酶連接酶的作用：將互補(bǔ)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13頁/共52頁連接酶的作用是：將互補(bǔ)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14頁/共52頁DNA連接酶

G

AA

TT

CC

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AA

GG

AA

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CC

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AA

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TT

AA

AA

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GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割第15頁/共52頁作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)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(xì)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(xì)胞無影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。質(zhì)粒可作為運(yùn)載體有何特點(diǎn)？第16頁/共52頁標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測常用的運(yùn)載體：細(xì)菌質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒環(huán)狀DNA容易從細(xì)胞中取出或放入能與宿主細(xì)胞友好相處自主復(fù)制3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體第17頁/共52頁限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒這三種工具的發(fā)現(xiàn)和使用，促成了基因工程的誕生。依據(jù)原先設(shè)計的藍(lán)圖，用人工方法將某種生物的基因接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá)，使后者獲得新的遺傳性狀，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。第18頁/共52頁從細(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同種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)胞目的基因的篩選與表達(dá)基因工程的操作步驟第19頁/共52頁基因工程的基本過程——制造“人生長激素”1獲取目的基因①此處目的基因具體是什么基因？②獲得目的基因的方法有哪些？①②2目的基因與

運(yùn)載體重組①此處的運(yùn)載體是什么？②為什么切取目的基因和切開質(zhì)粒一般要用相同的限制酶？3重組DNA分子

導(dǎo)入受體細(xì)胞①什么是受體細(xì)胞？②受體細(xì)胞有哪些？4篩選含目的基因的受體細(xì)胞第20頁/共52頁⒈要使目的基因與對應(yīng)的運(yùn)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(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②積極思維:第21頁/共52頁第22頁/共52頁三、基因工程的應(yīng)用植物基因工程第23頁/共52頁抗寒油菜在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用：獲得抗逆性作物、高產(chǎn)、高營養(yǎng)價值的農(nóng)作物等植物基因工程我國在植物基因工程領(lǐng)域的研制成果：抗病毒煙草、耐儲存番茄、抗蟲棉等抗旱玉米紫色番茄金色大米防乙肝土豆第24頁/共52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25頁/共52頁轉(zhuǎn)基因南瓜蘿卜白菜第26頁/共52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)動物基因工程第27頁/共52頁基因工程的應(yīng)用——動物基因工程熒光小鼠乳汁中含蛛絲蛋白的“蜘蛛羊”能生產(chǎn)少磷綠色肥料的豬乳汁中含“人血清蛋白”的滔滔主要應(yīng)用：培育具有優(yōu)良性狀的動物新品種培育能生產(chǎn)人源性蛋白質(zhì)藥物的動物（乳腺生物反應(yīng)器）閱讀課本P60，通過“帕米爾特培育巨型小鼠”的過程了解培育轉(zhuǎn)基因動物的方法。第28頁/共52頁基因工程的應(yīng)用——動物基因工程負(fù)壓固定管顯微注射針代孕母鼠轉(zhuǎn)基因小鼠雄性原核獲取目的基因↓目的基因與運(yùn)載體重組↓重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞↓篩選含目的基因的受體細(xì)胞大鼠生長激素基因受體細(xì)胞：導(dǎo)入方法：該實(shí)驗(yàn)中將所有注射后的受精卵都植入代孕母鼠子宮內(nèi)，最后只有7只小鼠成為“巨型小鼠”?！芫?；——顯微注射法第29頁/共52頁中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛轉(zhuǎn)生長激素基因小鼠水母熒光轉(zhuǎn)基因小豬第30頁/共52頁水母第31頁/共52頁第32頁/共52頁微生物基因工程我國生產(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33頁/共52頁優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)比較成熟、研制周期較短、可大量生產(chǎn)等。在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用：藥用蛋白質(zhì)的規(guī)?；a(chǎn)基因工程的應(yīng)用——微生物基因工程第34頁/共52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35頁/共52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(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)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36頁/共52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37頁/共52頁⑴環(huán)境監(jiān)測：

基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來基因工程與環(huán)境保護(hù)第38頁/共52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39頁/共52頁⑵環(huán)境污染治理：

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40頁/共52頁4、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性第41頁/共52頁轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)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(jìn)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。第42頁/共52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43頁/共52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44頁/共52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45頁/共52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46頁/共52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47頁/共52頁“轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽?”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實(shí)質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標(biāo)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(biāo)簽，以使購買者作出選擇。第48頁/共52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