第二节 基因工程及其应用.ppt

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 蜘蛛能够吐出蛛丝 资料二 蛛丝具有极强的韧度 是同样直径钢材的好几倍 但是蜘蛛不能家养 因为它们会互相吞食 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 资料三 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 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 基因工程及其应用 第2节 基因工程及应用 这可不是普通的细菌 它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌 能大量合成人胰岛素 问题探讨 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 基因工程概念 基因工程又叫 通俗的说 基因工程就是按照人们的意愿 基因拼接技术或DNA重组技术 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 定向的改造生物的遗传性状 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 拼接 导入 表达 实质 基因重组 基因工程概念 目的基因 获得新性状 基因工程概念 分布 主要在微生物中 特点 专一性和特异性 即识别特定核苷酸序列 切割特定切点 结果 产生黏性未端 碱基互补配对 举例 大肠杆菌的一种限制酶 EcoR 能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切割点上将DNA分子切断 目前已发现的限制酶有200多种 1 基因的剪刀 限制性核酸内切酶 重播 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 黏性末端 黏性末端 模型构建 使用EcoRI剪切目的基因 黏性末端 下列是由相同的限制酶切割形成的DNA粘性末端组合是 CTGA G G CTTAA G ACGTC AATTC G A B C D 以上都不对 A 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 基因的针线 DNA连接酶 作为运载体必须具备哪些条件 1 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 2 具多个限制酶切点 以便与外源基因连接 3 对宿主细胞无毒害作用 4 具有某些标记基因 便于进行筛选 3 基因的运输工具 运载体 利用质粒将外源基因运载入受体细胞中 1 常用的受体细胞 大肠杆菌 枯草杆菌 酵母菌 动植物细胞等 2 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 3 若运载体是质粒 受体细胞为细菌应作何处理 应用CaCl2处理 如何让大肠杆菌生产人胰岛素 从细胞中分离出DNA 限制酶截取DNA片断 分离大肠杆菌中的质粒 DNA重组 用重组质粒导入大肠杆菌 培养大肠杆菌克隆大量基因 请根据基因工程操作的基本步骤 将下图拼接好 A B C D 答案 DACB 要使目的基因与对应的运载体重组 所需的两种酶是 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 2 基因工程的正确操作步骤是 使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因 基因工程的操作工具 1 基因的剪刀 限制性内切酶 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 基因工程 geneengineering 的原理 小结 植物基因工程硕果累累 转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力 以及改良生物的品质和生产药物等方面 四 基因工程的应用 基因工程与作物育种 生长快 肉质好的转基因鱼 中国 转基因的紫番茄 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转基因耐贮藏番茄 左 和普通番茄 右 不会引起过敏的转基因大豆 乳汁中含有人生长激素的转基因牛 阿根廷 蓝色妖姬 中国农业大学获得的转基因克隆奶牛 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 水母 用口径为1 m的DNA注射器 将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内 然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内 使受精卵发育为转基因动物 什么叫显微注射技术 2 基因工程与药物研制 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 乙肝疫苗 我国生产的部分基因工程药物和疫苗 我国生产的部分胰岛素产品 转基因抗乙肝西红柿 中国 虽然不能治愈乙肝 但一年只吃几个抗乙肝西红柿 就完全能代替注射乙肝疫苗 抗乙肝西红柿属于转基因食品 就是将乙肝疫苗植入西红柿内 经过多代繁殖 使转入的基因稳定化 用转基因的植物生产药物 3 基因工程与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 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 小结 五种育种方式的比较 转基因食品 安全吗 转基因生物和食品安全性问题 人们在担心什么 转基因食品已经走进我国百姓的生活 国内尚没有转基因作物的大规模生产近几年我国大量从美国 阿根廷等国进口大豆 其中大部分是转基因大豆 我国有一半以上的大豆色拉油含有转基因成分 现在国内都有哪些转基因食品 第一批列入目录的农业转基因生物是 大豆 大豆种子 大豆 大豆粉 大豆油 豆粕玉米 玉米种子 玉米 玉米油 玉米粉油菜 油菜种子 油菜籽 油菜籽油 油菜籽粕棉花种子番茄 番茄种子 鲜番茄 番茄酱 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境的确切证据 美国人食用转基因食品已多年 超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的 还没有事例证明人吃了以后会得病 甚至会引起死亡 加拿大 澳大利亚也是转基因食品的生产大国 均有几千万人在吃 到现在为止也没有 个案例说明它有问题 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 环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品 未经长期安全测试 长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响 尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家 对转基因作物更加排斥 因而抵制美国GMO产品的进口 转基因食品 要不要贴标签 若转基因产品与目前市售的产品具有实质等同性 则不需再加特殊的标签 若转基因产品中含有对一部分人群有过敏性反应的蛋白 则需加标签 以使购买者作出选择 我国 2001年6月6日 国务院公布的 农业转基因生物安全管理条例 规定 不得销售未标识的农业转基因生物 其标识应注明产品中含有转基因成分的主要原料名称 有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售 绿色和平组织将转基因食品妖魔化 最新款的摩托车 谁能告诉我这是 谁能告诉我这是 你见过树会走路吗 谁能告诉我这是 怪物1 怪物2 怪物3 怪物4 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 我们是否感到很坦然呢 转基因马铃薯 转基因烟草 抗虫棉 抗CMV甜椒 抗虫原理 抗虫结果 全身散发绿色荧光的转基因鱼 乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊 美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶 首只转基因猴降