基因工程及其應(yīng)用(最終)精選

1、第二節(jié)基因工程(jyn gngchng)及其應(yīng)用 第六章從雜交育種(z jio y zhn)到基因工程共四十四頁(yè)能發(fā)光(f un)的水母請(qǐng)您欣賞(xnshng)能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚共四十四頁(yè) 共四十四頁(yè) 水母(shu m)共四十四頁(yè)能產(chǎn)生(chnshng)人胰島素的大腸桿菌請(qǐng)您欣賞(xnshng)基因“嫁接”共四十四頁(yè)什么(shn me)叫基因工程?基因工程 的基本操作步驟有哪些?歸納出科學(xué)家實(shí)施基因工程(jyn gngchng) 的總體思路閱讀教材 P102，解決以下問題：能力體現(xiàn)共四十四頁(yè) 又稱基因拼接(pn ji)技術(shù),或重組DNA 技術(shù)。 通俗的說(shuō)，就是按

2、照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。 基因工程(jyn gngchng)(geneengineering)共四十四頁(yè)原 理：操作(cozu)水平：結(jié) 果：基因(jyn)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。 基因工程(gene engineering)共四十四頁(yè)培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(d chn n jn)的簡(jiǎn)要過程：你認(rèn)為(rnwi)上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟有哪些？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分

3、泌胰島素)實(shí)例展示共四十四頁(yè)培育(piy)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)2.TWO胰島素基因與運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運(yùn)載體共四十四頁(yè)如:EcoRI1、該限制酶只能識(shí)別GAATTC的序列(xli)，說(shuō)明了限制酶具有的特是 。2、 EcoRI限制酶識(shí)別了GAATTC的序列(xli)后，將會(huì)發(fā)生什么樣的變化？專一性1.基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶 基因操作(gene engineering)的工具共四十四頁(yè)2、基因工程的基本(jbn)工具（1）基因(jyn)的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶G A

4、 A T T C C T T A A G 限制酶共四十四頁(yè)2、基因工程(jyn gngchng)的基本工具（1）基因的“剪刀(jindo)”：限制性核酸內(nèi)切酶限制酶C T T A AG A A T T C G共四十四頁(yè)2、基因工程(jyn gngchng)的基本工具（1）基因的“剪刀(jindo)”：限制性核酸內(nèi)切酶限制酶C T T A AG A A T T C G共四十四頁(yè)2、基因工程(jyn gngchng)的基本工具（1）基因(jyn)的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶C T T A AGA A T T C G黏性末端黏性末端共四十四頁(yè)2.分子(fnz)針線DNA連接酶 (DNA linkin

5、g-enzyme)積極思考DNA連接酶連接的是兩個(gè)(lin )脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？基因操作(gene engineering)的工具共四十四頁(yè)（1）作用對(duì)象：兩個(gè)具有相同粘性末端的DNA片段(pin dun)。（2）作用位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口（磷酸二酯鍵）。（3）作用結(jié)果：形成重組DNA。3、基因(jyn)的“針線”指DNA連接酶共四十四頁(yè)基因(jyn)的針線：DNA連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T

6、 T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割共四十四頁(yè)目的基因(jyn)(如人的胰島素基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？3.基因(jyn)的運(yùn)輸工具運(yùn)載體 (carrying)常用的運(yùn)載體(carrying)有兩類： 1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒( plasmid) 2）噬菌體(bacteriophages)或某些動(dòng)植物病毒 (virus)基因操作(gene engineering)的工具共四十四頁(yè) 質(zhì)粒的特點(diǎn)：1.質(zhì)粒是基因工程中最常見的運(yùn)載體。2.最常用的質(zhì)粒的大腸桿菌的質(zhì)粒。3.存在(cnzi)于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中。4.質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響。

7、5.質(zhì)粒的復(fù)制能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。6.質(zhì)粒是細(xì)胞染色體或擬核以外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。共四十四頁(yè)大腸桿菌(d chn n jn)的質(zhì)粒 (plasmid)：運(yùn)載體(carrying)應(yīng)該(ynggi)具有什么特點(diǎn)呢?？基因操作(gene engineering)的工具共四十四頁(yè)運(yùn)載體(carrying)1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便與外源基因相連；具有標(biāo)記基因，便于(biny)進(jìn)行篩選共四十四頁(yè)共四十四頁(yè)基因工程(jyn gngchng)(gene engineering)的“四步曲”提取目的(md)基因1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目的基

8、因的檢測(cè)和表達(dá)4共四十四頁(yè)基因工程別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平操作工具基本過程結(jié)果課堂(ktng)小結(jié)：生物體外基因(jyn)DNA分子水平基因的剪刀 、針線 、運(yùn)載體。剪切 拼接 導(dǎo)入 表達(dá)產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物共四十四頁(yè)1）以下說(shuō)法正確的是 （ ） A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體 C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)(du )限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接 D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來(lái)C練習(xí)(linx)2）有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （ ） A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用 B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完

9、成 C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D共四十四頁(yè)二、基因工程(jyn gngchng)的應(yīng)用運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以(ky)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(ky)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共四十四頁(yè)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)基因大豆共四十四頁(yè)A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色(l s)熒光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。B：沒有轉(zhuǎn)綠色熒光(ynggung)蛋白的

10、空質(zhì)粒的花，共四十四頁(yè)導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超級(jí)(choj)動(dòng)物特殊(tsh)動(dòng)物圖為2001年12月底出生的5只可愛的轉(zhuǎn)基因克隆小豬。據(jù)培育者英國(guó)PPL醫(yī)療公司稱，這些轉(zhuǎn)基因小豬將為研究和“生產(chǎn)”適用于人體移植手術(shù)使用的動(dòng)物器官提供巨大的幫助。 共四十四頁(yè)首只轉(zhuǎn)基因猴誕生，人類未來(lái)(wili)憂喜參半共四十四頁(yè)(二）、基因工程(jyn gngchng)與藥物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)(shngchn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)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

11、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。共四十四頁(yè)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(chnling)之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因(jyn)導(dǎo)入大腸桿菌，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%!優(yōu)點(diǎn)：能夠高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量，低成本的藥品。共四十四頁(yè)干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)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(shuō)。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

12、健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)共四十四頁(yè)三、基因工程(jyn gngchng)與環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)：基因工程做成的DNA探針能夠十分(shfn)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(lái)共四十四頁(yè)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(shnzh)還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。共四十四頁(yè)環(huán)境污染治理：基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌(xjn)”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

13、屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。共四十四頁(yè)1998年，英國(guó)一位生物學(xué)家在電視節(jié)目中宣布：老鼠食用了轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后，腎、脾和消化道都出現(xiàn)了損傷，體重和器官(qgun)重量減輕，免疫系統(tǒng)遭到破壞。五、轉(zhuǎn)基因生物(shngw)和食品的安全？共四十四頁(yè) 轉(zhuǎn)基因食品(shpn) 安全(nqun)嗎?共四十四頁(yè)課堂(ktng)小結(jié)：基因的“剪刀(jindo)”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（質(zhì)粒）1.基因工程的概念2.基因工程操作的基本工具3.基因操作的基本步驟 目的基因提取 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定共四十四頁(yè)雜交育種誘變育種多倍體育 種

14、單倍體育 種 基因 工程處理雜交射線、輻射處理秋水仙素花藥離體 培養(yǎng) 基因 轉(zhuǎn)移原理基因重組基因突變?nèi)旧w變 異染色體變 異 基因 重組優(yōu)點(diǎn) 集“優(yōu)”提高突變 頻率，產(chǎn)生新基因果實(shí)大營(yíng)養(yǎng)豐富縮短育種年限定向改變生物性狀缺點(diǎn)育種時(shí)間 長(zhǎng) 需要處理大量材料發(fā)育遲結(jié)實(shí)率低 技術(shù)復(fù)雜 操作 復(fù)雜小結(jié)：五種育種方式(fngsh)的比較共四十四頁(yè)要使目的基因(jyn)與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的工具酶是限制酶連接酶解旋酶還原酶 2.下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是:A.限制酶只用于提取目的基因B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體C.DNA連接酶可用于目的基因和運(yùn)載體的連接D.重組DNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞,

15、基因工程則完成. 3.以下說(shuō)法正確的是:A.目的基因是指重組DNA B.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定 能夠成功表達(dá)ACB小試(xio sh)身手共四十四頁(yè)5、基因工程(jyn gngchng)應(yīng)用的原理是 ( )染色體變異 基因突變基因重組 細(xì)胞的全能性練一練7、下列(xili)哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的運(yùn)載體（ ）細(xì)菌質(zhì)粒 噬菌體 動(dòng)植物病毒 細(xì)菌擬核 DNA CD6、下列的科學(xué)技術(shù)成果與所運(yùn)用的科學(xué)原理有錯(cuò)誤的是 （ ） A抗蟲棉基因工程 B無(wú)籽西瓜單倍體育種 C“黑農(nóng)五號(hào)”大豆品種基因突變 D生產(chǎn)啤酒無(wú)氧呼吸B共四十四頁(yè)內(nèi)容摘要第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用 。第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用 。又稱基因拼接技術(shù),或重組DNA 技術(shù)。（2）作用位置：脫氧核