基因工程及其應(yīng)用超好

1、基因工程及其應(yīng)用超好誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？第1頁/共46頁第2頁/共46頁第3頁/共46頁不同物種特征的結(jié)合第4頁/共46頁第5頁/共46頁糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B細(xì)胞分泌的細(xì)胞分泌的胰島素胰島素不足不足或分泌胰島素受阻引起的或分泌胰島素受阻引起的。第6頁/共46頁治療糖尿病的措施？治療糖尿病的措施？每月需每月需3支，每支支，每支86元，每月需要元，每月需要258元左右不等元左右不等第7頁/共46頁胰島素的早期提取方法：每100kg 豬或牛的胰腺中提取 45g胰島素 1979年，利用大腸桿菌的DNA分子重組，2000L

2、培養(yǎng)液 提取100g ， 相當(dāng)于2噸豬胰腺中提取的量 第8頁/共46頁大腸桿菌大腸桿菌- -細(xì)菌細(xì)菌特點(diǎn)：生長繁特點(diǎn)：生長繁殖快殖快第9頁/共46頁第10頁/共46頁基因工程：基因工程：即 。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的通俗的說，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，一種生物的細(xì)胞里， 地改造生物地改造生物的的 。2、原理：1、操作水平：基因重組DNA分子水平基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀3、基因工程育種與雜交育種、誘變育種相比，主要優(yōu)點(diǎn)是什么？目的性強(qiáng)、育種周期短、克服遠(yuǎn)源

3、雜交不親和的障礙一、基因工程第11頁/共46頁第12頁/共46頁（二）基因操作的工具基因的“剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶基因的“針線”DNA連接酶基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體第13頁/共46頁作用于：作用于：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵第14頁/共46頁AGCTAGCTP脫氧脫氧核糖核糖PPP脫氧脫氧核糖核糖脫氧脫氧核糖核糖脫氧脫氧核糖核糖 （1 1）DNADNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行反向平行的脫氧核的脫氧核苷酸鏈盤旋成苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫脫氧氧核核苷苷酸酸鏈鏈脫脫氧氧核核苷苷酸酸鏈鏈脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核糖P脫氧核脫氧核苷酸苷酸磷酸二磷酸二酯鍵酯鍵第15頁/共46頁CTTC

4、ATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端第16頁/共46頁什么是粘性末端？什么是粘性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，它們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。第17頁/共46頁被同一種限制酶切斷的兩個(gè)被同一種限制酶切斷的兩個(gè)DNADNA是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考: :形成的黏性末端不同形成的

5、黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第18頁/共46頁針線：第19頁/共46頁甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA連接酶的作用位點(diǎn)連接酶的作用位點(diǎn)是：相鄰的兩個(gè)脫氧是：相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸的切口。即生成：核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。第20頁/共46頁（3 3）常用）常用的運(yùn)載體：的運(yùn)載體

6、：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病毒等毒等（1 1）運(yùn)載體的概念）運(yùn)載體的概念第21頁/共46頁 標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。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。第22頁/共46頁第23頁/共46頁第一步：第一步：三、基因工程基本步驟：第二步：第二步：獲取目的基因獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因與運(yùn)載體結(jié)合方法：方法：1、直接分離：鳥槍法、直接分離：鳥槍法2、人工合成、人工合成:注意：要保持基因的完整性注意：要保持基因的完整性注意：要用同一種限制酶切取目的基因注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運(yùn)載體，并用和運(yùn)載體，并用DNA連接酶連接

7、。連接酶連接。第24頁/共46頁第三步：第三步：第四步第四步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測和表達(dá)目的基因的檢測和表達(dá)1、常用的受體細(xì)胞：、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等物細(xì)胞等2、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多一般檢測：一般檢測：標(biāo)記基因是否表達(dá)標(biāo)記基因是否表達(dá)第25頁/共46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)胞目的基因的表達(dá)與檢測

8、三、基因工程操作的基本步驟第26頁/共46頁1、基因工程與作物育種第27頁/共46頁第28頁/共46頁轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄因的番茄第29頁/共46頁2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工微生物生長迅速，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)I(yè)化生產(chǎn)

9、。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，不但入微生物細(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。能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。第30頁/共46頁胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價(jià)格降低素！使其價(jià)格降低了了30

10、%-50%!30%-50%!第31頁/共46頁基因工程做成的基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)菌”能吞食和能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種假單孢通常一種假單孢桿菌只能分解石油中桿菌只能分解石油中的一種烴類用基因的一種烴類用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超級(jí)細(xì)菌級(jí)細(xì)菌”卻能分解石卻能分解石油中的多種烴類化合油中的多種烴類化合物。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32頁/共46頁 利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分靈敏能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死地反映

11、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)化污染物亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。第33頁/共46頁 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物, , 通過基因重組后通過基因重組后, ,細(xì)菌能夠合成人體的胰細(xì)菌能夠合成人體的胰島素，這說明了什么？島素，這說明了什么？人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼第34頁/共46頁 安全嗎安全嗎?!第35頁/共46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(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)

12、境的確切證據(jù)。第36頁/共46頁反對(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。第37頁/共46頁基因工程的操作工具1.基因的剪刀 限制酶2.基因的針線 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.目的基因的檢測與表達(dá)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)基因食品的安全性第38頁/共46頁要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（ ）限制酶連接酶解旋酶還原酶實(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

13、來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的（ ） 高效性專一性 多樣性催化活性易受外界影響第39頁/共46頁糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B細(xì)胞分泌的細(xì)胞分泌的胰島素胰島素不足不足或分泌胰島素受阻引起的或分泌胰島素受阻引起的。第40頁/共46頁糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B細(xì)胞分泌的細(xì)胞分泌的胰島素胰島素不足不足或分泌胰島素受阻引起的或分泌胰島素受阻引起的。第41頁/共46頁被同一種限制酶切斷的兩個(gè)被同一種限制酶切斷的兩個(gè)DNADN

14、A是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考: :形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第42頁/共46頁 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物, , 通過基因重組后通過基因重組后, ,細(xì)菌能夠合成人體的胰細(xì)菌能夠合成人體的胰島素，這說明了什么？島素，這說明了什么？人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼第43頁/共46頁 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物, , 通過基因重組后通過基因重組后, ,細(xì)菌能夠合成人體的胰細(xì)菌能夠合成