基因工程及其应用PPT学习教案

1、会计学1基因工程及其应用基因工程及其应用第1页/共47页大肠杆菌能合成人大肠杆菌能合成人的胰岛素吗？能合的胰岛素吗？能合成干扰素吗？成干扰素吗？第2页/共47页每每100kg100kg 猪或牛的胰腺中提取猪或牛的胰腺中提取 4 45g5g胰岛素；胰岛素； 19791979年，将动物体内的年，将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌的胰岛素基因与大肠杆菌的DNADNA分子重组分子重组，并且在大肠杆菌内获得表达；，并且在大肠杆菌内获得表达；2000L2000L培培养液提取养液提取100g100g胰岛素，相当于胰岛素，相当于2 2吨吨猪胰腺中提取的量。猪胰腺中提取的量。19821982年，美国一家基因公司用

2、基因工程方法生产的年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了胰岛素投入市场，售价降低了30%30%50%50%。 第3页/共47页干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每内提取，每300L300L血液只能提取出血液只能提取出1mg1mg

3、干扰素。干扰素。 1980198019821982年，科学家用基因工程方法在年，科学家用基因工程方法在大肠大肠杆菌杆菌内获得了干扰素，内获得了干扰素，1KG1KG培养物中可以得到培养物中可以得到202040mg40mg干扰素，干扰素，19871987年上述干扰素大量投放市场。年上述干扰素大量投放市场。干扰素干扰素第4页/共47页 基因工程又叫做基因基因工程又叫做基因_技术或技术或_技技术。按照人们的意愿，把一种生物的某种基因术。按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取提取出来，加以出来，加以_，然后放到另一种生物的，然后放到另一种生物的细胞里，细胞里，_地改造生物的遗传性状。地改造生物的遗传性

4、状。 拼接拼接DNA重重组组修饰改造修饰改造定向定向操作水平：操作水平：DNA分子水平分子水平操作环境：操作环境：生物体外生物体外结结 果：果：定向定向地改造生物的性状，获得人类所地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。需要的品种。原原 理：理：基因重组基因重组第5页/共47页 一种一种限制酶只能限制酶只能识别识别_种种特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列，并，并且能在且能在特定特定的切点上切割的切点上切割DNADNA分子的酶。分子的酶。 基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶限制性内切酶1第6页/共47页第7页/共47页第8页/共47页 两种两种来源不同的来源不同的DNADNA用用_限制酶切割限制

5、酶切割后，末后，末端可以互相黏合，这种黏合只能使端可以互相黏合，这种黏合只能使互补的碱基连接互补的碱基连接起起来，而来，而DNADNA骨架上的骨架上的缺口缺口，需要，需要靠靠DNADNA连接酶连接酶“缝合缝合” 。 基因的基因的“针线针线” DNA连接酶连接酶同同种种第9页/共47页是存在于细菌细是存在于细菌细胞质中，能胞质中，能_的很小的的很小的_的的DNA分子。分子。基因的基因的运输工具运输工具目前常用的运载体有目前常用的运载体有_。运载体运载体质粒、噬菌体、动植物病毒质粒、噬菌体、动植物病毒自主复制自主复制环状环状第10页/共47页第11页/共47页第12页/共47页第13页/共47页第

6、14页/共47页练习练习第15页/共47页尝试标出下列序列受尝试标出下列序列受EcoRI限制酶作用的切点限制酶作用的切点CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT 甲DNA片段乙DNA片段GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第16页/共47页1 1、_目的基因目的基因2 2、目的基因与运载体、目的基因与运载体_3 3

7、、将目的基因、将目的基因_受体细胞受体细胞4 4、目的基因的、目的基因的_表达与检测表达与检测导入导入结合结合提取提取第17页/共47页提供质提供质粒细菌粒细菌供体供体细胞细胞第18页/共47页 重组重组DNADNA（重组质粒）（重组质粒）重组质重组质粒粒受体受体细胞细胞大肠杆大肠杆菌菌枯草杆枯草杆菌菌酵母菌酵母菌动植物细胞动植物细胞导入导入增殖增殖目的基因产物目的基因产物繁繁殖殖速速度度快快第19页/共47页 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表

8、达产物的进一步培养、研究。落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物第20页/共47页第21页/共47页要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）限制酶连接酶解旋酶还原酶限制酶连接酶解旋酶还原酶第22页/共47页实施基因工程的第一步的一种方法是把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利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切识别分子的顺序，切点在和之间

9、，这是利用了酶的（）点在和之间，这是利用了酶的（）高效性高效性专一性专一性多样性多样性催化活性易受外界影响催化活性易受外界影响第23页/共47页第24页/共47页4下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是正确的组合是（）（）C第25页/共47页水母第26页/共47页第27页/共47页第28页/共47页基因重组基因重组定向定向改造生物的遗传性状；改造生物的遗传性状；“剪刀剪刀”：“针线针线”：运载体：运载体： 1 1、提取、提取目的基因目的基因 2 2、目的基因与运载体的、目的基因与运载体的结合结合 3 3、将目的基因、将目

10、的基因导入导入受体细胞受体细胞 4 4、目的基因的、目的基因的表达和检测表达和检测质粒、噬菌体、动植物病毒质粒、噬菌体、动植物病毒DNA连接酶连接酶限制性内切酶限制性内切酶第29页/共47页 基因工程在畜牧业的应用基因工程在畜牧业的应用 繁殖具有繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。等优良品质的转基因动物（如奶牛）。 该过程的重要步骤是该过程的重要步骤是重组重组DNA转移到转移到动物受精动物受精卵卵中。中。将人的生长激素基因和将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，

11、得到到小白鼠受精卵中，得到的的“超级小鼠超级小鼠”。 第30页/共47页 基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用 培育抗逆性品种培育抗逆性品种将细菌的将细菌的抗虫、抗病毒、抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温抗高温等抗性基因转移到作物等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。特性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：抗虫基因作物的意义： 减少农药的用量，降低了生产的成减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药本，减少了农药对环境的污染。对环境的污染。第31页/共47页 基因工程在药物研究的应用基因工

12、程在药物研究的应用用基因工程的方法生用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。疟疾等的疫苗。 提高生产产量、降低提高生产产量、降低生产成本。生产成本。第32页/共47页胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-4-5g5g的胰岛素，其产量之低和价格的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。之高可想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每2000L2000L培养液培养液就

13、能产生就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%!30%-50%!第33页/共47页 1）用基因工程产物）用基因工程产物 “超级细菌超级细菌”分解石分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。油，可以大大提高细菌分解石油的效率。 2）用基因工程培养出）用基因工程培养出“吞噬吞噬”汞汞和和降解降解土壤中土壤中DDT的的细菌细菌，以及能够，以及能够净化镉污染的植物净化镉污染的植物。 3) 用于环境检测。用于环境检测。 基因工程在净化环境中应用基因工程在净化环境中应用 用用DNA探针探针可以检测饮用水中可以检测饮用水中病毒病毒的含量。的含量。此方法的特点是快速、

14、灵敏，此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有吨水中有10个病个病毒也能检测出来。毒也能检测出来。第34页/共47页利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污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染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。第35页/共47页用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体供体动物：供体动物：存在的难题：存在的难题：解决方法：解决方法：猪猪免疫排斥免疫排斥将供体基因组导入某种基因调节因将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，子，以抑制

15、抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。应的转基因克隆猪器官。 基因工程在医学上的应用基因工程在医学上的应用第36页/共47页1、体外基因治疗：、体外基因治疗：2、体内基因治疗：、体内基因治疗：从病人体内获得某种细胞，进行培从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后，在体外完成基因转移，养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。最后重新输入患者体内。直接向人体组织细胞中转移基因直接向人体组织细胞中转移基因的治

16、病方法。的治病方法。第37页/共47页第38页/共47页第39页/共47页 阅读课本阅读课本讨论：转基因食品安全吗？讨论：转基因食品安全吗？第40页/共47页转基因生物和转基因食品的安全性转基因生物和转基因食品的安全性当人类拥有了只有大自然才拥有当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造生物的能力时的改造生物、创造生物的能力时，也感到了不安与困惑。人类是，也感到了不安与困惑。人类是否有权按照自已的意愿操纵地球否有权按照自已的意愿操纵地球上的生命？人类创造的转基因生上的生命？人类创造的转基因生物、转基因食品是否会危害整个物、转基因食品是否会危害整个生物圈，包括人类自身？生物圈，包括人类自身？第

17、41页/共47页转基因生物和食品可能存在潜在的危害性。2001年，我国颁布了农业转基因生物安全管理条例第42页/共47页采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）因的作法正确的是（）将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中中 将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养养 将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组将编码毒素蛋白的序

18、列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中，注射到棉的子房并进入受精卵中 再次巩固第43页/共47页在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的（在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的（ ）A、人工合成目的基因、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达C转基因动物是指（转基因动物是指（ ）A、提供基因的动物、提供基因的动物B、基因组中增加外源基因的动物、基因组中增加外源基因的动物C、能产生白蛋白的动物、能产生白蛋白的动物D、能表达基因信息的动物、能表达基因信息的动物B第44页/共47