基因工程及其應(yīng)用必修用課件第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月能發(fā)光的水母請您欣賞能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月請您欣賞超級小鼠與超級魚第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌請您欣賞第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因工程(geneengineering)又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。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，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理操作環(huán)境操作水平結(jié)果基因重組生物體外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。第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1、基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶

專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵，產(chǎn)生兩個黏性末端。二、基因操作的工具第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月黏性末端例：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8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2、基因的“針線”——DNA連接酶連接酶的作用：將互補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10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月基因的針線：DNA連接酶

G

AA

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CC

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AA

GG

AA

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CC

TT

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GGC

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AA

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GGC

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G用同種限制酶切割第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3、基因的運輸工具——運載體

常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等標記基因，便于進行檢測。

質(zhì)粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是細胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3）具有某些標記基因，便于進行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、基因工程的操作步驟第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月從細胞中分離出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載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的表達與檢測基因工程操作的基本步驟第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花轉(zhuǎn)入蘇云金桿菌的一個抗蟲基因，是中國目前最主要的轉(zhuǎn)基因作物

四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(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引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月運用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動、植物。乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超級動物特殊動物第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物⑴基因工程藥品的生產(chǎn)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锛毎麅?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。2、基因工程在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月胰島素從豬、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21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取20—4０mg干擾素。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。第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵基因診斷與基因治療

診斷：用放射性同位素等標記的“DNA探針”檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準確而且迅速。我國研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細胞

治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，達到治療疾病的目的。第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來3、基因工程與環(huán)境保護第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

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25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵環(huán)境污染治理：

基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。

通常一種細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26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

閱讀課本Ｐ１０５討論：轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？五、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論支持派認為：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28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月美國人食用轉(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29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月反對派的觀點一英國科學(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30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)保團體認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)境造成負面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護的歐盟國家，對轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產(chǎn)品的進口。第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月“轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標簽?”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標簽；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，則需加標簽，以使購買者作出選擇。第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月我國2001年6月6日，國務(wù)院公布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》規(guī)定，不得銷售未標識的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標識應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的主要原料名稱；有特殊銷售范圍的還應(yīng)注明并在指定范圍內(nèi)銷售。第33頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種常見育種方法的比較育種方法雜交育種單倍體育種多倍體育種誘變育種基因工程育種基本原理方法優(yōu)點缺點實例作業(yè)：雜交→自交→選優(yōu)基因重組不同個體的優(yōu)良性狀可集中到同一個個體上育種時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀雜交水稻中國荷斯坦?；ㄋ庪x體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)加倍染色體變異明顯縮短育種年限，后代一般都為純種技術(shù)復(fù)雜，成本高普通小麥花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗染