63基因工程与转基因生物

第3节基因工程与转基因生物Chimera-客迈拉英招思考：1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？2、推测这种“嫁接”怎样能实现？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？杂交育种1.只能利用已有基因的重组，不能创造新的基因。2.育种进程缓慢，过程繁琐。3.不能跨越物种界限。基因工程1.概念依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。原理：操作水平：结果：基因重组DNA分子水平定向改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。苏云金芽孢杆菌抗虫基因运载体（DNA）导入普通棉花（无抗虫特性）棉花细胞（含抗虫基因）棉花植株（有抗虫特性）提取基因工程——抗虫棉基因的“剪刀”——基因的“浆糊”——基因的“运输工具”——•需要三种工具：基因工程1、基因的“剪刀”————工具种类:来源:特点:主要存在于微生物一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子已发现的有200多种限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程GCTTAAAATTCG被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有基因工程——工具2、基因的“浆糊”——作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。DNA连接酶的作用过程GCTTAAAATTCG作用位点：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。DNA连接酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割抗虫基因运载体基因基因工程——工具3、基因的“分子运输车”——能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存具有多个限制酶切点具有标记基因基因工程——工具3、基因的“分子运输车”——质粒最常用双链闭环DNA分子能自我复制带抗性基因基因工程的基本过程1.获取目的基因①什么是目的基因？②获得目的基因的方法有哪些？基因工程的基本过程1.获取目的基因2.目的基因与运载体重组①此处的运载体是什么？②为什么切取目的基因和切开质粒一般要用相同的限制酶？基因工程的基本过程1.获取目的基因2.目的基因与运载体重组3.重组DNA分子导入受体细胞①什么是受体细胞？②受体细胞有哪些？基因工程的基本过程1.获取目的基因2.目的基因与运载体重组3.重组DNA分子导入受体细胞4.筛选含目的基因的受体细胞基因工程的基本过程怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？没有抗虫基因的棉植株有抗虫基因的棉植株棉铃虫虫没有死虫被杀死没有表达目的基因表达基因工程的基本过程◆获取目的基因◆目的基因与运载体重组◆重组DNA分子导入受体细胞◆筛选含目的基因的受体细胞四个步骤：⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③Ａ随练习⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．专一性Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响Ｂ随练习转基因技术的应用将目的基因转入受体细胞细菌植物动物基因工程菌转基因植物转基因动物发酵工程细胞工程优良动植物品系转基因技术的应用1.微生物基因工程◆制药方面胰岛素、生长激素、干扰素、白细胞介素、乙肝疫苗等长期以来治疗糖尿病的特效药——胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，治疗一位糖尿病患者，每年所需的胰岛素用量，需要40头牛或50头猪的胰脏。1978年9月，科学家成功实现了由大肠杆菌生产人胰岛素。他们2000L的大肠杆菌培养液中，获得了100kg胰岛素，相当于从1吨猪胰脏中获得的产量。从此，大规模生产胰岛素开始了。1980年，世界上第一家用基因工程生产人胰岛素的工厂开始建造。两年后，基因工程生产的人胰岛素正式进入市场。这是人类第一个基因工程产业化的产品。转基因技术的应用1.微生物基因工程◆环境保护方面基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。转基因技术的应用2.植物基因工程抗虫棉抗寒油菜抗旱玉米防乙肝土豆转基因番茄在食品、医药等领的应用：获得抗逆性、高产、高营养价值的农作物等成果：转基因技术的应用3.动物基因工程特点：●以受精卵作为受体细胞●用显微注射的方法将目的基因导入受精卵●使受精卵发育成转基因动物♂♀×●●巨型小鼠（内含外源生长激素基因）转基因技术的应用3.动物基因工程（1）获取具有优良性状的动物新品种。成果：转基因技术的应用3.动物基因工程（2）乳腺生物发生器：从动物的乳汁中获得人源性蛋白质药物。成果：转基因技术的应用3.动物基因工程（3）基因治疗成果：P65页——“发现之路”通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。转基因生物产品的安全性转基因生物安全吗?转基因食品已经走进我国百姓的生活。国内尚没有转基因作物的大规模生产近几年我国大量从美国、阿根廷等国进口大豆，其中大部分是转基因大豆。我国有一半以上的大豆色拉油含有转基因成分。转基因生物产品的安全性现在国内都有哪些转基因食品？第一批列入目录的农业转基因生物是：大豆：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕玉米：玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉油菜：油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕棉花种子番茄：番茄种子、鲜番茄、番茄酱转基因生物安全吗?转基因生物产品的安全性支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。转基因生物安全吗?转基因生物产品的安全性一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。转基因生物产品的安全性1、转基因生物本身是否会对生物环境造成不利的影响？A、转基因植物演变成农田杂草的可能性。B、诱发病虫产生抗性。转基因生物产品的安全性2、转基因生物本身是否会对人体健康造成不利的影响？有毒物质过敏性转基因安全事件•英国“普兹台事件”：1998年，英国罗伊特研究所普兹台教授说他的实验证明，幼鼠食用转基因土豆会使内脏和免疫系统受损。转基因安全事件•美国的“斑蝶事件”：1999年美国康乃尔大学副教授约翰·罗西在《自然》上发表文章说，一种转基因玉米可产生杀死害虫的花粉，而身为益虫的一种美州大蝴蝶食用了这种转基因玉米花粉后有44％死亡。基因工程的基本过程目的基因——是人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因从生物体细胞中分离获得目的基因的方法基因定位用限制酶从DNA分子中切取mRNADNA逆转录酶通过化学方法人工合成1.获取目的基因基因工程的基本过程目的基因——是人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因从生物体细胞中分离获得目的基因的方法基因定位用限制酶从DNA分子中切取通过化学方法人工合成1.获取目的基因基因工程的基本过程1.概念：导入的生物细胞，即能接纳重组DNA的活细胞。受体细胞2.种类：大肠杆菌植物细胞动物细胞微生物细胞基因工程的基本过程1.获取目的基因2.目的基因与运载体重组3.重组DNA分子导入受体细胞4.筛选含目的基因的受体细胞①此处目的基因具体是什么基因？②获得目的基因的方法有哪些？①此处的运载体是什么？②为什么切取目的基因和切开质粒一般要用相同的限制酶？①什么是受体细胞？②受体细胞有哪些？基因工程的基本过程◆筛选含目的基因的受体细胞将重组DNA分子导入受体细胞的频率一般仅在10-7左右。得到目的基因的受体细胞极少，大量的是未成功导入的细胞。