第6章第2节基因工程及其应用

第2节基因工程及其应用,谁能告诉我这是？,谁能告诉我这是？,谁能告诉我这是？,能发光的水母,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？,基因工程：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。,原理：,操作水平：,结果：,一、基因工程,目的基因,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。,获得新性状,二、基因操作的工具,1.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,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:,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,练一练,、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,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。,1、通过本节课的学习,你认识什么叫基因工程了吗?2、基因工程的原理你了解了么?,课堂小结：,基因重组,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,四、基因工程的应用,一、基因工程与作物育种,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),转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,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。,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%!,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。,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。,四、基因工程的应用,一、基因工程与作物育种,普通棉,苏云金杆菌：含抗虫基因，能表达毒性很强的蛋白质晶体-伴胞晶体，能使棉铃虫等鳞翅目害虫瘫痪致死。,抗虫棉,普通棉,转基因抗虫棉,普通棉的受精卵,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,A：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。,B：转没有绿色荧光蛋白的空质粒的花，,4.利用转基因改良植物的品质,含大量维生素的转基因玉米,抗癌抗衰老的紫色西红柿,转入维生素A合成酶基因的大米,转基因矮牵牛,转基因蓝玫瑰,转入荧光酶的转基因烟草苗,转入外源生长激素基因的“超级小鼠”,人治疗性抗体转基因奶牛,含有人凝血因子的转基因羊,乳腺生物反应器生产抗凝血酶蛋白,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),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。,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%!,提供质粒细菌,供体细胞,同种限制酶,DNA连接酶,重组DNA（重组质粒）,导入,增殖,目的基因表达的产物,重组DNA（重组质粒）,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,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。,转基因食品,安全吗?,基因工程的操作工具,1.基