基因工程及其应用3

基因工程及其应用3第1页/共36页谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？第2页/共36页第二节

基因工程及其应用第3页/共36页能发光的水母不能发光的热带斑马鱼请您欣赏

能否能否让热带鱼也能发光?设想第4页/共36页能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的第5页/共36页请您欣赏超级小鼠与超级鱼第6页/共36页请您欣赏抗虫害的玉米抗虫棉能产生人胰岛素的大肠杆菌第7页/共36页从大肠杆菌说起－－胰岛素

胰岛素

每100kg猪或牛的胰腺中提取

4~5g胰岛素

1979年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液提取100g，相当于2吨猪胰腺中提取的量

第8页/共36页从大肠杆菌说起－－干扰素

干扰素

一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。

传统生产方法：血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，1个细胞最多生产100~1000个干扰素分子

基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个干扰素分子。1KG培养物中可以得到20~40mg干扰素第9页/共36页一、基因工程的原理

基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，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（目的）。

第10页/共36页操作步骤：四步曲：1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达第11页/共36页原

理：

操作水平：结

果：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。第12页/共36页在关键步骤的完成过程中都要用哪些基因操作工具

？

关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶。

关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶。

关键步骤三的工具：基因的运输工具——运载体。

第13页/共36页基因的“剪刀”:限制性核酸内切酶（限制酶）

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14页/共36页CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端第15页/共36页

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:第16页/共36页基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶作用特点：

结果：举例：

特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。（断开磷酸二酯键）产生黏性末端或平末端（碱基互补配对）。

大肠杆菌的一种EcoRI限制酶识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。

第17页/共36页基因的针线──DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。（连接磷酸二酯键）第18页/共36页常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒标记基因，便于进行检测。基因的运输工具——运载体第19页/共36页第20页/共36页二、基因工程的应用运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、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)1、基因工程与作物育种第21页/共36页基因工程在农业上的应用

培育抗逆性品种

将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。

抗虫基因作物的意义：

减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。第22页/共36页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆第23页/共36页转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色第24页/共36页2002年，中国转基因棉花达到150万公顷，已经占到棉花产量的1／3。

我国大豆食用油近七成是“转基因”产品

与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？目的性强、克服远缘杂交不亲和性、育种周期短第25页/共36页基因工程在畜牧业的应用

繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。

该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精卵中。

将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。

第26页/共36页导入人基因具特殊用途的猪和小鼠特殊动物

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27页/共36页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

用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。

提高生产产量、降低生产成本。第28页/共36页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，分解一些毒害物质。第29页/共36页环境监测：

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30页/共36页三、转基因生物与转基因食品的安全性两种观点不安全：证据

安全：证据你