基因工程及其应用陈敏清

基因工程及其应用陈敏清第1页/共38页转基因鲑鱼抗虫害的玉米请您欣赏抗虫害的玉米抗虫棉第2页/共38页请您欣赏转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第3页/共38页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。请您欣赏我国生产的部分基因工程疫苗和药物第4页/共38页胰岛素从猪、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%!请您欣赏第5页/共38页

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。请您欣赏第6页/共38页

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。请您欣赏第7页/共38页请您欣赏水母第8页/共38页甲生物乙生物取出优秀基因“剪切”

“拼接”

新类型表达新的生物产品基因敲除技术转基因技术生物新类型敲除不利基因新的生物产品第9页/共38页㈠基因操作的工具１、基因的剪刀──限制性内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。第10页/共38页第11页/共38页重播EcoRⅠ第12页/共38页

DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。第13页/共38页重播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38页3、基因的运输工具——运载体:将外源基因送入细胞的工具类型：1、质粒2、噬菌体和动植物病毒运载体必须同时满足三个要求：①能与目的基因结合；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③比较容易得到。第15页/共38页基因工程尝试标出下列序列受EcoRI限制酶作用的切点CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT小试身手:GGCATCTTAAAATTCCGTAGGGCATCTTAAAATTCCGTAGCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT

甲DNA片段乙DNA片段GAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG第16页/共38页智力游戏请根据基因工程操作的基本步骤，将下图拼接好。ABCD第17页/共38页㈡基因操作的基本步骤１、提取目的基因——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。供体生物细胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶第18页/共38页2、目的基因与运载体结合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。第19页/共38页3、将目的基因导入受体细胞并使之增殖导入增殖要让目的基因表达，必须将它导入受体细胞并进行扩增。

为获得目的基因的表达产物时，通常以大肠杆菌等无害易得的细菌为受体。为改进某种生物时，将欲改进的生物细胞作为受体。第20页/共38页4、目的基因的检测和表达无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物

细菌的检测：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。第21页/共38页

多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。第22页/共38页转鱼抗寒基因的番茄抗虫害的玉米抗虫棉我国生产的部分基因

工程疫苗和药物

基因工程做成的“超级细菌”第23页/共38页课究探后

课题一：利用网络资源并结合教材中的资料分析,就“转基因生物和转基因食品的安全性”以小论文的形式发表个人见解。课题二：1979年，科学家们已经运用基因工程的方法使大肠杆菌合成人类胰岛素.假如你是其中的一员,请你谈谈你们的基本操作.

课题三：进一步调查长江流域的污染源，运用基因工程方法提出合理化的整治建议。第24页/共38页二基因工程的应用第25页/共38页农业上1、基因工程与农牧业、食品工业畜牧养殖业上食品业获得高产、稳产和具有优良品质的农作物

培养具有各种抗逆性的作物新品种获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达

为人类开辟新的食物来源

第26页/共38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27页/共38页生长快、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)第28页/共38页导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠超级动物转基因羊

具有生长快、毛质、肉质好、疾病少及耐粗饲料等优点。第29页/共38页导入人基因具特殊用途的猪和小鼠特殊动物通过研究“基因敲除”的耗子将帮助研究人类的癌症、糖尿病和高血压等慢性疾病与遗传的关系。第30页/共38页在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活泼的小猴“安迪”。(GFP基因植入200多个猴子的卵子里，结果只形成了40个胚胎，而最终成孕的只有5只，其中两个还胎死腹中。顺利产下的三只猴子中，只有安迪带有GFP基因。)

通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。第31页/共38页生产基因工程药品基因工程与医药卫生基因诊断基因治疗如胰岛素、干扰素

如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病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32页/共38页

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33页/共38页3、基因工程与环境保护用DNA探针检测水中病毒的含量

获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌环境监测环境净化第34页/共38页⑴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35页/共38页利用基因工程培育的“指示生物