基因工程及其应用超好

1、基因工程及其应用超好谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？第1页/共46页第2页/共46页第3页/共46页不同物种特征的结合第4页/共46页第5页/共46页糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B细胞分泌的细胞分泌的胰岛素胰岛素不足不足或分泌胰岛素受阻引起的或分泌胰岛素受阻引起的。第6页/共46页治疗糖尿病的措施？治疗糖尿病的措施？每月需每月需3支，每支支，每支86元，每月需要元，每月需要258元左右不等元左右不等第7页/共46页胰岛素的早期提取方法：每100kg 猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素 1979年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L

2、培养液 提取100g ， 相当于2吨猪胰腺中提取的量 第8页/共46页大肠杆菌大肠杆菌- -细菌细菌特点：生长繁特点：生长繁殖快殖快第9页/共46页第10页/共46页基因工程：基因工程：即 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的通俗的说，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，一种生物的细胞里， 地改造生物地改造生物的的 。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

3、杂交不亲和的障碍一、基因工程第11页/共46页第12页/共46页（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第13页/共46页作用于：作用于：磷酸二酯键磷酸二酯键第14页/共46页AGCTAGCTP脱氧脱氧核糖核糖PPP脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖 （1 1）DNADNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核的脱氧核苷酸链盘旋成苷酸链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链脱氧核糖P脱氧核糖P脱氧核糖P脱氧核糖P脱氧核脱氧核苷酸苷酸磷酸二磷酸二酯键酯键第15页/共46页CTTC

4、ATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端第16页/共46页什么是粘性末端？什么是粘性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。第17页/共46页被同一种限制酶切断的两个被同一种限制酶切断的两个DNADNA是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考: :形成的黏性末端不同形成的

5、黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第18页/共46页针线：第19页/共46页甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA连接酶的作用位点连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。磷酸二酯键。第20页/共46页（3 3）常用）常用的运载体：的运载体

6、：质粒、噬菌体和动、植物病质粒、噬菌体和动、植物病毒等毒等（1 1）运载体的概念）运载体的概念第21页/共46页 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。第22页/共46页第23页/共46页第一步：第一步：三、基因工程基本步骤：第二步：第二步：获取目的基因获取目的基因目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合方法：方法：1、直接分离：鸟枪法、直接分离：鸟枪法2、人工合成、人工合成:注意：要保持基因的完整性注意：要保持基因的完整性注意：要用同一种限制酶切取目的基因注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用和运载体，并用DNA连接酶连接

7、。连接酶连接。第24页/共46页第三步：第三步：第四步第四步:将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达1、常用的受体细胞：、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多微生物增殖快、代谢快、目的产物多一般检测：一般检测：标记基因是否表达标记基因是否表达第25页/共46页从细胞中分离出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

8、三、基因工程操作的基本步骤第26页/共46页1、基因工程与作物育种第27页/共46页第28页/共46页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄第29页/共46页2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工微生物生长迅速，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业化生产

9、。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。能解决产量问题，还能大大降低生产成本。第30页/共46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4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。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

10、%-50%!30%-50%!第31页/共46页基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和能吞食和分解多种污染环境的物质。分解多种污染环境的物质。通常一种假单孢通常一种假单孢杆菌只能分解石油中杆菌只能分解石油中的一种烃类用基因的一种烃类用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超级细菌级细菌”却能分解石却能分解石油中的多种烃类化合油中的多种烃类化合物。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、环境污染治理第32页/共46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”能十分灵敏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地反映

11、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亡，甚至还可以吸收和转化污染物。第33页/共46页 细菌和人是差异非常大的两种生物细菌和人是差异非常大的两种生物, , 通过基因重组后通过基因重组后, ,细菌能够合成人体的胰细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？岛素，这说明了什么？人和细菌共用一套遗传密码人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码第34页/共46页 安全吗安全吗?!第35页/共46页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

12、境的确切证据。第36页/共46页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。第37页/共46页基因工程的操作工具1.基因的剪刀 限制酶2.基因的针线 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第38页/共46页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

13、来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（ ） 高效性专一性 多样性催化活性易受外界影响第39页/共46页糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B细胞分泌的细胞分泌的胰岛素胰岛素不足不足或分泌胰岛素受阻引起的或分泌胰岛素受阻引起的。第40页/共46页糖尿病的根本原因？糖尿病的根本原因？糖尿病的跟本原因在于胰糖尿病的跟本原因在于胰腺腺B B细胞分泌的细胞分泌的胰岛素胰岛素不足不足或分泌胰岛素受阻引起的或分泌胰岛素受阻引起的。第41页/共46页被同一种限制酶切断的两个被同一种限制酶切断的两个DNADN

14、A是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考: :形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第42页/共46页 细菌和人是差异非常大的两种生物细菌和人是差异非常大的两种生物, , 通过基因重组后通过基因重组后, ,细菌能够合成人体的胰细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？岛素，这说明了什么？人和细菌共用一套遗传密码人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码第43页/共46页 细菌和人是差异非常大的两种生物细菌和人是差异非常大的两种生物, , 通过基因重组后通过基因重组后, ,细菌能够合成人体的胰细菌能够合成