生物课件：基因工程及其应用课件

小结：四种育种方法的比较育种方法原理技术方法优点缺点应用杂交育种诱变育种单倍体育种基因重组基因突变染色体变异杂交→自交→选优→自交物理、化学因素诱变

先花药的离体培养，然后再秋水仙素处理

能集中位于不同品种中的优良性状提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型明显缩短育种年限育种周期长，局限于亲缘关系较近的个体难以控制突变的方向；有利变异少，需大量处理实验材料。技术复杂，须与杂交育种配合培育矮秆抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦高产青霉菌株、太空椒、“黑农五号”大豆的培育多倍体育种染色体变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发种子或幼苗茎秆粗壮，器官大，提高营养物质和产量发育延迟，结实率低三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦、1、下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbHGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是

和

。其应用的遗传学原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是、和

。其应用的遗传学原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步骤是

。其遗传学原理是

。(4)由②培育⑦所用的育种方法是。

H杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素处理幼苗染色体变异秋水仙素处理幼苗染色体变异⑦Aabb诱变育种“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌以往临床上给病人注射用的胰岛素主要是从猪、牛等家畜中提取，每100kg胰腺只能提取4-5g胰岛素。1978年，科学家将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌内获得表达。这样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提取100g胰岛素。？问题探讨

1、细菌和人是差异非常大的两种生物,通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？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。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码2、你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？基因工程基因工程及其应用第2节

基因工程的诞生，使人们能按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型基因工程：即

。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，

地改造生物的

。2、原理：1、操作水平：基因重组DNA分子水平基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状3、基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？目的性强、育种周期短、克服远源杂交不亲和的障碍一、基因工程“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌培育“合成人胰岛素”大肠杆菌的简要过程：要实现上述操作要经哪些工具和操作步骤？普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素)人体组织细胞提取胰岛素基因与运载体结合导入大肠杆菌(含胰岛素基因)转基因大肠杆菌分泌胰岛素实例展示（二）基因操作的工具基因的“剪刀”限制性核酸内切酶基因的“针线”DNA连接酶基因的运输工具运载体1、基因工程的限制性核酸内切酶(限制酶)主要存在于微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子已发现的有200多种种类:来源:特点:作用于：磷酸二酯键名称：专一性特异性磷酸二酯键ATGGCATCTTCGAA氢键CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGEcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端要想从DNA上切下某个基因，应切几个切口？产生几个末端？

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:形成的黏性末端一般不同，但也可能相同。不同的限制酶呢？具有2、基因工程的DNA连接酶作用：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分子针线：使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：__________。磷酸二酯键3、基因的运载体（2）条件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（1）常用运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等

标记基因，便于筛选。质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子。

质粒习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因与运载体结合DNA连接酶目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测三、基因工程操作的基本步骤课堂小结一、基因工程的概念：....定向改变遗传性状二、基因工程的操作工具：

限制酶，DNA连接酶，运载体三、基因工程的操作程序：

提取目的基因，

目的基因与运载体结合，

将目的基因导入受体细胞，

目的基因的表达与检测补充：限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、RNA聚合酶的区别（作用，作用于什么键）3.下列四条DNA分子，彼此间具有黏性末端的一组是

A．①②B．②③C．③④D．②④答案：D练习导学案P76：例题3放假作业:1、金牌学案：70-76页全部2、课后练习3、课时训练：15-16页祝假期愉快！1993年，中国农业科学院的科学家成功培育出了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。他们从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，导入棉花体细胞中，使棉花具有抵抗虫害的能力。问：(1)在上述基因工程中目的基因是_________,切割目的基因所用的工具是______________.(2)不同生物间基因移植成功说明生物共用一套_____,从进化的角度看，这些生物具有_________.(3)在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有______________。(4)导入的目的基因成功表达的标志是什么？_______________________________________.抗虫基因限制酶遗传密码共同的原始祖先相对的独立性棉花体细胞合成了相应的蛋白质，使棉花具有抵抗虫害的能力思考题你知道什么是真正的硕果累累吗?二、基因工程的应用：1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制：3、环境污染治理抗虫棉抗CMV甜椒抗虫原理？抗虫结果？1、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转鱼抗寒基因的番茄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%!

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。

通常一种假单孢杆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。

科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。3、环境污染治理

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。

转基因食品

安全吗?!三、转基因生物和转基因食品的安全性：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