6.2基因工程及其应用.ppt

第二节 基因工程及其应用 第六章 从杂交育种到基因工程 学习目标 了解基因工程的概念 理解基因工程的工具 基本操作步骤 了解基因工程的应用情况 假定你是一位知名的育种专家 某动物园为了迎合观众猎奇的心理 想请你为他们培育出下面几只 怪物 请问你准备用什么方法 怪物1 香蕉鱼 怪物2 怪物3 这就要用到定向改造生物的新技术 基因工程 传统的育种方法能否实现 又称基因拼接技术 或重组DNA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 定向的改造生物的遗传性状 基因工程 geneengineering 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 基因工程 geneengineering 能产生人胰岛素的大肠杆菌 基因 嫁接 实例展示 培育转基因大肠杆菌的简要过程 你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些 普通大肠杆菌 不能分泌胰岛素 培育转基因大肠杆菌的关键步骤 如 EcoRI 1 该限制酶只能识别GAATTC的序列 说明了限制酶具有的特性是 2 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后 将会发生什么样的变化 积极思考 专一性 1 基因的剪刀 限制性核酸内切酶 基因操作 geneengineering 的工具 模型构建1 练习使用EcoRI剪切目的基因 目的基因 黏性末端 2 分子针线 DNA连接酶 DNAlinking enzyme 积极思考 DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸 deoxyribonucleotide 分子的什么部位 基因操作 geneengineering 的工具 1 作用对象 两个具有相同粘性末端的DNA片段 2 作用位置 脱氧核糖与磷酸之间的缺口 磷酸二酯键 3 作用结果 形成重组DNA 3 基因的 针线 指 DNA连接酶 基因的针线 DNA连接酶 目的基因 如人的胰岛素基因 怎样才能导入受体细胞 如大肠杆菌细胞 3 基因的运输工具 运载体 carrying 常用的运载体 carrying 有两类 1 细菌细胞质的质粒 plasmid 2 噬菌体 bacteriophages 或某些动植物病毒 virus 基因操作 geneengineering 的工具 大肠杆菌的质粒 plasmid 运载体 carrying 应该具有什么特点呢 基因操作 geneengineering 的工具 运载体 carrying 1能够在宿主细胞内复制并稳定保存 具有多个限制酶切点以便与外源基因相连 具有标记基因 便于进行筛选 基因工程 geneengineering 的 四步曲 提取目的基因 1 目的基因与运载体结合 2 将目的基因导入受体细胞 3 目的基因的检测和表达 4 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 四 基因工程的应用 一 基因工程与作物育种1 在农作物生产方面 目的 培育出高产 稳产 抗逆性的优良作物及新品种 优点 降低生产成本 减少农药的使用对环境的危害 提高农作物对不良环境的适应能力 一 基因工程与作物育种2 在畜牧养殖方面科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛 超级绵羊等多种转基因动物 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 二 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 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 优点 能够高效率地生产出各种高质量 低成本的药品 三 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 1998年 英国一位生物学家在电视节目中宣布 老鼠食用了转基因马铃薯后 肾 脾和消化道都出现了损伤 体重和器官重量减轻 免疫系统遭到破坏 五 转基因生物和食品的安全 阅读课本 讨论 转基因食品安全吗 小结 五种育种方式的比较 要使目的基因与对应的载体重组 所需的工具酶是 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 2 下列关于基因工程的叙述中 正确的是 A 限制酶只用于提取目的基因B 细菌体内的环状DNA均可作运载体C DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接D 重组DNA分子一旦进入受体细胞 基因工程则完成 3 以下说法正确的是 A 目的基因是指重组DNAB 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C DNA重组所用的工具酶是限制酶 连接酶和运载体D 只要受体细胞中含有目的基因 目的基因就一定能够成功表达 A C B 小试身手 4 基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好的前景 荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物 如甜菜 马铃薯等 中并获得有效表达 使 工程植物 增强了耐旱性 耐寒性的基本操作步骤是 2 基因表达的含义是 3 写出酶基因工程在植物体内的表达过程 4 基因工程操作中的工具是 海藻糖合成酶基因的获取 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测 基因通过转录 翻译合成蛋白质 体现出相应的性状 5 基因工程应用的原理是 染色体变异 基因突变 基因重组 细胞的全能性