基因工程及其应用(公开课)

1、基因工程及其应用,第2节,最新款的摩托车,假如，有一天世界变成酱紫。,-哥们，知道什么叫反咬一口吗！,香蕉蛇,好吃，你就吃多点！,猕猴桃老鼠,花菜绵羊-和尚终于可以吃“羊”啦！,狗头鸟我要飞得更高！嗷嗷嗷,癞蛤蟆马铃薯,能产生人胰岛素的大肠杆菌,一、基因工程(gene engineering) 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。,胰岛素基因,人体组织细胞,提取,胰岛素,大肠杆菌 (含胰岛素基因),大肠杆菌 (含胰岛素基因),一、基因工程(gene engineeri

2、ng) 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。,基因重组,生物体外,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。,1、 基因的“剪刀”限制性核酸内切酶 专一性： 识别特定核苷酸序列， 在特定的切点切DNA，具特异性。,二、基因操作的工具,黏性末端,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。,EcoR,并裂解磷酸二酯键， 产生两个黏性末端。,2、基因的“针线” DNA连接酶 连接酶的作用： 将互补配对的两个黏性末

3、端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 DNA连接酶的作用过程：,注意： 连接的部位：,生成磷酸二酯键,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.,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）具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,三、基因工程的操作步骤,从细胞中分离出DNA,从大肠杆菌中提取质粒,提取目的基因,

4、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,基因工程操作的基本步骤,四个基本步骤：,1）提取目的基因 2）目的基因与运载体结合 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测和表达,三、基因工程的操作步骤,二、基因工程的操作步骤,四、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,抗虫棉、耐储存的番茄、耐盐碱的棉花、抗除草剂的玉米、转基因大豆等转基因植物; 转基因奶牛、超级绵羊等转基因动物,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,微生物生长迅速， 容易控制，适于大规模工业化生产。,2、基因工程与药物研制,胰岛素、干扰素、 乙肝疫苗、白细胞介素、凝血因子等。,环境监测：基

5、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,3、基因工程与环境保护,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。,环境污染治理：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。,阅读课本讨论：转基因食品安全吗？,五、转基因生物和转基因食品的安全性,几种常见育种方法的比较,作业：,杂交自交选优,基因重组,不同个体的优良性状可集中到同一个个体上,育种时间长，需及时发现优良性状,杂交水稻 中国荷斯坦牛,花药离体培养、秋水仙素诱导加倍,染色体变异,明显缩短育种年限，后代一般都为纯种,技术复杂，成本高,普通小麦花药离体培养,秋水仙素处理萌发的种子、幼苗,染色体变异,植物茎杆粗壮，果实、种子大，营养高,发育延迟，结实率低,无籽西瓜,物理或化学方法处理动植物 、微生物,基因突变,提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程,有利变异少，需要处理大量实验材料