基因工程及其应用课件(上课)

1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体的二倍，被称为超级小鼠。“超级鲤鱼”生长速度比普通鲤鱼快42%，经济效益提高125%。基因工程及其应用第2节基因工程：即。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。2、原理：1、操作水平：基因重组DNA分子水平基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状3、基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？目的性强、育种周期短、克服远源杂交不亲和的障碍一、基因工程“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌•培育“合成人胰岛素”大肠杆菌的简要过程：要实现上述操作要经哪些工具和操作步骤？普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素)人体组织细胞提取胰岛素基因与运载体结合导入大肠杆菌(含胰岛素基因)转基因大肠杆菌分泌胰岛素（二）基因操作的工具基因的“剪刀”限制性核酸内切酶基因的“针线”DNA连接酶基因的运输工具运载体1、基因工程的限制性核酸内切酶(限制酶)主要存在于微生物一种限切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多种种类:来源:特点:作用于：磷酸二酯键剪刀：使氢键断裂的酶？CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGEcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因黏性末端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2、基因工程的DNA连接酶作用：将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子针线：使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAGGGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：__________。磷酸二酯键课本P54：练习33、基因的运载体（2）条件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（1）常用运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等标记基因，便于进行检测。质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子。从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因与运载体结合DNA连接酶目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测三、基因工程操作的基本步骤1993年，中国农业科学院的科学家成功培育出了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。他们从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，导入棉花体细胞中，使棉花具有抵抗虫害的能力。问：(1)在上述基因工程中目的基因是_________,切割目的基因所用的工具是______________.(2)不同生物间基因移植成功说明生物共用一套_____,从进化的角度看，这些生物具有_________.(3)在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有______________。(4)导入的目的基因成功表达的标志是什么？_______________________________________.抗虫基因限制酶遗传密码共同的原始祖先相对的独立性棉花体细胞合成了相应的蛋白质，使棉花具有抵抗虫害的能力思考题二、基因工程的应用：1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制：三、转基因生物和转基因食品的安全性：抗虫棉抗CMV甜椒抗虫原理？抗虫结果？1、基因工程与作物育种生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。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，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!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。通常一种假单孢杆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。科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。3、环境污染治理利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。转基因食品安全吗?!转基因植物的安全性争论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。美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题。反对派的观点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。基因工程的操作工具1.基因的剪刀——限制酶2.基因的针线——ＤＮＡ连接酶3.基因的运输工具——运载体基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达一、基因工程的原理二、基因工程的应用三、转基因和转基因食品的安全性