基因工程及其应用ppt

关于基因工程及其应用ppt第1页，共55页，2023年，2月20日，星期三什么是基因工程?

基因工程的原理是什么?本课聚焦:第2页，共55页，2023年，2月20日，星期三豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%，且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。资料分析引入第3页，共55页，2023年，2月20日，星期三蜘蛛能够吐出蛛丝资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。第4页，共55页，2023年，2月20日，星期三

资料三(问题探讨）以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。

微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快第5页，共55页，2023年，2月20日，星期三设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蛛丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。第6页，共55页，2023年，2月20日，星期三思考：1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？2、推测这种“嫁接”怎样能实现？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？第7页，共55页，2023年，2月20日，星期三一基因工程的原理（一）概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。操作水平（对象）：DNA分子（基因）操作环境：生物体外工程原理（实质）：基因重组优点：目的性强，育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍。结果：受体细胞获得新性状第8页，共55页，2023年，2月20日，星期三（二）基因操作的工具（3种）1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）

特点？一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。专一性如:EcoRI限制酶第9页，共55页，2023年，2月20日，星期三限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程点击播放第10页，共55页，2023年，2月20日，星期三

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？是。因为具专一性！第11页，共55页，2023年，2月20日，星期三GAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG第12页，共55页，2023年，2月20日，星期三1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，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）

Ａ．高效性Ｂ．专一性

Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响第13页，共55页，2023年，2月20日，星期三２、基因的针线──DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。第14页，共55页，2023年，2月20日，星期三DNA连接酶的作用过程点击播放第15页，共55页，2023年，2月20日，星期三基因的针线：DNA连接酶

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G用同种限制酶切割DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键第16页，共55页，2023年，2月20日，星期三3、基因的运输工具——运载体

常用的运载体：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,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.

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运载体必须同时满足三个要求：①具有一到多个限制酶的酶切位点,以便与外源基因连接;②能进入受体细胞并在受体细胞内稳定存在并能复制、表达（小型环状）③具有标记（志）基因,便于目的基因的找到第18页，共55页，2023年，2月20日，星期三（三）基因工程基本步骤（图6-6）1、获取目的基因（剪切）第19页，共55页，2023年，2月20日，星期三提取目的基因的方法（工具呢？）用限制酶切断成许多片段⑴直接分离基因——鸟枪法将供体生物(原核生物）的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。

该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。第20页，共55页，2023年，2月20日，星期三⑵人工合成基因法：真核生物的基因DNA合成仪第21页，共55页，2023年，2月20日，星期三用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。2、目的基因与运载体结合第22页，共55页，2023年，2月20日，星期三2要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()

①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③第23页，共55页，2023年，2月20日，星期三3、将目的基因导入受体细胞导入扩增常用的受体细胞：菌类和动植物细胞怎样导入？借助细菌或病毒侵染细胞的途径第24页，共55页，2023年，2月20日，星期三3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（）

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中

②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中

③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养

④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中

Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．④①第25页，共55页，2023年，2月20日，星期三4、目的基因的检测和表达大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测？出来。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有表达产物无表达产物

第26页，共55页，2023年，2月20日，星期三4、转基因植物中可以被删除的多余基因是()

A.目的基因B.显性基因C.隐性基因D.标记基因DA.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒

B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶

C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒

D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.5（2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是B第27页，共55页，2023年，2月20日，星期三第28页，共55页，2023年，2月20日，星期三例？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？①从细胞中分离出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片断③分离大肠杆菌中的质粒④DNA重组⑤用重组质粒转化大肠杆菌⑥培养大肠杆菌克隆大量基因第29页，共55页，2023年，2月20日，星期三1、什么是基因工程?

2、基因工程的原理是什么?课堂小结：第30页，共55页，2023年，2月20日，星期三思维拓展:

细菌和人是差异非常大的两种生物,为什么通过基因重组后,细菌能够合成人体的某些蛋白质呢?？第31页，共55页，2023年，2月20日，星期三二基因工程的应用水母第32页，共55页，2023年，2月20日，星期三1作物育种第33页，共55页，2023年，2月20日，星期三转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。第34页，共55页，2023年，2月20日，星期三6。1993年我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（）A、普通棉花的基因突变B、棉铃虫变异形成的致死基因C、寄生在棉铃虫体内的线虫D、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因D第35页，共55页，2023年，2月20日，星期三生长快、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)获得人们所需要的和具有优良品质的转基因动物第36页，共55页，2023年，2月20日，星期三导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级动物特殊动物图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。第37页，共55页，2023年，2月20日，星期三首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半第38页，共55页，2023年，2月20日，星期三2、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。第39页，共55页，2023年，2月20日，星期三胰岛素从猪、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%!第40页，共55页，2023年，2月20日，星期三干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产第41页，共55页，2023年，2月20日，星期三产品名称菌株或细胞应用人胰岛素大肠杆菌人生长激素大肠杆菌表皮生长因子大肠杆菌白细胞介素-2大肠杆菌a—干扰素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓剂哺乳动物细胞治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎治疗心血管病（心脏病）第42页，共55页，2023年，2月20日，星期三7不属于基因工程方法生产的药物是（）A、干扰素B、白细胞介素C、青霉素D、乙肝疫苗

C第43页，共55页，2023年，2月20日，星期三3、环境保护

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。通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。第44页，共55页，2023年，2月20日，星期三

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。环境检测：用DNA探针检测水中病毒的含量第45页，共55页，2023年，2月20日，星期三环境监测：

基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来第46页，共55页，2023年，2月20日，星期三4、其他基因诊断：如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。第47页，共55页，2023年，2月20日，星期三2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。

那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？

三转基因生物和转基因食品的安全性第48页，共55页，2023年，2月20日，星期三

转基因食品

安全吗?第49页，共55页，2023年，2月20日，星期三三转基因生物和转基因