1、基因工程及其應(yīng)用,第2節(jié),江蘇省射陽中學 馬古忠,轉(zhuǎn)基因鮭魚,抗蟲害的玉米,請您欣賞,抗蟲害的玉米,抗蟲棉,請您欣賞,轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,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。,請您欣賞,我國生產(chǎn)的部分基因 工程疫苗和藥物,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%!,請您欣賞,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

2、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)。,請您欣賞,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。,請您欣賞,請您欣賞,水母,甲生物,乙生物,新類型,基因敲除技術(shù),轉(zhuǎn)基因技術(shù),生物,新類型,基因操作的工具,重播,EcoR,DNA被限制酶切斷后有兩個反向互補的“黏性末端”。 被同一種限制切斷的幾個DNA具有相同的黏性末端，能夠通過互補進行配對。,重播,、基因的針線DNA連接酶,連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一

3、個完整的DNA分子。,3、基因的運輸工具運載體:將外源基因送入細胞的工具,類型： 1、質(zhì)粒 2、噬菌體和動植物病毒,運載體必須同時滿足三個要求： 能與目的基因結(jié)合； 能進入受體生物細胞并在受體生物細胞內(nèi)復制并表達； 比較容易得到。,基因工程,嘗試標出下列序列受EcoRI限制酶作用的切點,小試身手:,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,甲DNA片段,乙DNA片段,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,智力游戲,請根據(jù)基因工程操作的基本步驟，將下圖拼接好。,A,B,C,D,基因操作的基本步驟,、提取目的基因?qū)⑿枰?/p>

4、的基因從供體生物的細胞內(nèi)提取出來。,2、目的基因與運載體結(jié)合,用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在DNA連接酶的作用下連接形成重組DNA分子。,3、將目的基因?qū)胧荏w細胞并使之增殖,要讓目的基因表達，必須將它導入受體細胞并進行擴增。為獲得目的基因的表達產(chǎn)物時，通常以大腸桿菌等無害易得的細菌為受體。為改進某種生物時，將欲改進的生物細胞作為受體。,4、目的基因的檢測和表達,細菌的檢測：將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物。淘汰無表達產(chǎn)物的菌落，保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng)、研究。

5、,多細胞生物的檢測，將每個受體細胞單獨培養(yǎng)并誘導發(fā)育成完整個體，檢測這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無變化的個體，保留有相應(yīng)變化的個體進一步培養(yǎng)、研究。,例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。,轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄,抗蟲害的玉米,抗蟲棉,我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物,基因工程做成的“超級細菌”,課,究,探,后,課題一：利用網(wǎng)絡(luò)資源并結(jié)合教材中的資料分析,就“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性”以小論文的形式發(fā)表個人見解。 課題二：1979年，科學家們已經(jīng)運用

6、基因工程的方法使大腸桿菌合成人類胰島素.假如你是其中的一員,請你談?wù)勀銈兊幕静僮? 課題三：進一步調(diào)查長江流域的污染源，運用基因工程方法提出合理化的整治建議。,二基因工程的應(yīng)用,農(nóng)業(yè)上,1、基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè),畜牧養(yǎng)殖業(yè)上,食品業(yè),獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物,培養(yǎng)具有各種抗逆性的作物新品種,獲得人們所需要的和具優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物,利用某些特定的外源基因在哺乳動物體內(nèi)表達,為人類開辟新的食物來源,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,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,生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),導入貯藏蛋白

7、基因的超級羊和超級小鼠,超級動物,轉(zhuǎn)基因羊具有生長快、毛質(zhì)、肉質(zhì)好、疾病少及耐粗飼料等優(yōu)點。,導入人基因具特殊用途的豬和小鼠,特殊動物,通過研究“基因敲除”的耗子將幫助研究人類的癌癥、糖尿病和高血壓等慢性疾病與遺傳的關(guān)系。,在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活潑的小猴“安迪”。(GFP基因植入200多個猴子的卵子里，結(jié)果只形成了40個胚胎，而最終成孕的只有5只，其中兩個還胎死腹中。順利產(chǎn)下的三只猴子中，只有安迪帶有GFP基因。),通過對“安迪”的研究我們可以簡單地引進如老年性癡呆病的基因、帕金森病基因等，加快針對這類疾病疫苗的開發(fā)研究。,生產(chǎn)基因工程藥品,基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生,基因診斷,基因治療,如胰島素、干擾素,如用基因探針檢測肝類病毒、診斷遺傳病,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,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。,3、基因工程與環(huán)境保護,用DNA探針檢測水中病毒的含量,獲得分解四種烴類的“超級菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的細菌,環(huán)境監(jiān)測,環(huán)境凈化,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,利用基因工程培育的“指示生物”