教育专题：基因工程及其应用1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2节 基因工程及其应用,基因工程的原理,1、概念：,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，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。,从大肠杆菌说起,胰岛素,每100kg 猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素,1979年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液 提取100g ， 相当于2吨猪胰腺中提取的量,问题探讨,讨论：,1、为什么要把人的基因“嫁接”到细菌上？,2、怎样把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去？,3、把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去后与普通细菌有什么不同？,思考题：,在以上把人的胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌上的过程中，关键步骤或难点是什么？,关键步骤一：胰岛素基因怎样从人的细胞内提取？,关键步骤二：胰岛素基因由谁负责,“,运输,”,？ 关键步骤三：胰岛素基因怎样进入到大肠杆菌细胞内？,在关键步骤的完成过程中都要用哪些基因操作工具,？,关键步骤一的工具：基因的剪刀,限制性内切酶。,关键步骤二的工具：基因的针线,DNA,连接酶。,关键步骤三的工具：基因的运输工具,运载体。,一、基因工程的基本工具,（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,限制酶,一、基因工程的基本工具,（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,限制酶,(2)基因的针线：DNA连接酶,C,T T,A A,G,黏性末端,黏性末端,A A,T T,C,G,一、基因工程的基本工具,(2)基因的针线：DNA连接酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,一、基因工程的基本工具,(2)基因的针线：DNA连接,酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,一、基因工程的基本工具,(2)基因的针线：DNA连接酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,一、基因工程的基本工具,(2)基因的针线：DNA连接酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,DNA连接酶,一、基因工程的基本工具,(2)基因的针线：DNA连接酶,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,DNA连接酶,一、基因工程的基本工具,C,T T,A A,G,A A,T T,C,G,(2)基因的针线：DNA连接酶,重组DNA分子,思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？,一、基因工程的基本工具,质粒,是存在于,细菌,细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。,（3）基因的运输工具运载体,一、基因工程的基本工具,基因工程的基本操作步骤：,四步曲：,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,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,1、基因工程与药物研制,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。,二、基因工程的应用,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%!,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！,通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取204mg干扰素,人造血液及其生产,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,2、基因工程与作物育种,转鱼抗寒基因的番茄,为了提高大豆的单位产量和大豆耐虫害、抗倒伏、抗低温、抗干旱等能力，科学家将一种高含油料作物的某种基因，通过外体切割和重新组合的方法，引入大豆细胞中来，经过几代的培育和筛选，得到一种全新的大豆品种，将普通大豆的含油量可以提高20%以上，以这种大豆为原料加工而成的大豆油就是,转基因大豆油,。,3、转基因生物和转基因食品的安全性,