基因工程及其应用优质课

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,*,第二节 ,基因工程及其应用,第六章从杂交育种到基因工程,能发光的水母,请欣赏,能否能否让热带鱼也能发光?,设想,不能发光的热带斑马鱼,超级小鼠与超级鱼,请欣赏,能产生,人胰岛素,的大肠杆菌,基因“嫁接”,请欣赏,什么叫基因工程?,基因工程 的基本操作步骤有哪些?,归纳出科学家实施基因工程的总体思路,阅读教材 P,102,，解决以下问题：,能力体现,又称,基因拼接技术,或,重组,DNA,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,的改造生物的遗传性状。,基因工程(gene engineering),原 理,：,操作水平,：,结 果,：,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。,基因工程(gene engineering),培育转基因大肠杆菌的简要过程：,你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？,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DNA拼接,导入,大肠杆菌,(,含,胰岛素基因,),转基因大肠杆菌,(,能分泌胰岛素,),实例展示,培育转基因大肠杆菌的关键步骤：,1.ONE,胰岛素基因从人体细胞内提取出来,2.TWO,胰岛素基因与运载体DNA连接,3.THREE,胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞,基因的“剪刀”,基因的“针线”,基因的运载体,如:EcoRI,1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了限制酶具有的特性是,。,2、EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会发生什么样的变化？,积极思考,专一性,1.基因的,剪刀,限制性核酸内切酶,基因操作(,gene engineering,),的工具,模,型,型,构,构,建,建1,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,练,习,习,使,使,用,用EcoRI,剪,剪,切,切,目,目,的,的,基,基,因,因,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,目,的,的,基,基,因,因,黏,性,性,末,末,端,端,2.,分,分,子,子,针,针,线,线,DNA,连,连,接,接,酶,酶(,DNAlinking-enzyme),积极思考,DNA,连,连,接,接,酶,酶,连,连,接,接,的,的,是,是,两,两,个,个,脱,脱,氧,氧,核,核,苷,苷,酸,酸(deoxyribonucleotide),分,分,子,子,的,的,什,什,么,么,部,部,位,位,？,？,基,因,因,操,操,作,作(,geneengineering,),的,工,工,具,具,（1,）,）,作,作,用,用,对,对,象,象,：,：,两,两,个,个,具,具,有,有,相,相,同,同,粘,粘,性,性,末,末,端,端,的,的DNA,片,片,段,段,。,。,（2,）,）,作,作,用,用,位,位,置,置,：,：,脱,脱,氧,氧,核,核,糖,糖,与,与,磷,磷,酸,酸,之,之,间,间,的,的,缺,缺,口,口,（,（,磷,磷,酸,酸,二,二,酯,酯,键,键,）,）,。,。,（3,）,）,作,作,用,用,结,结,果,果,：,：,形,形,成,成,重,重,组,组DNA,。,。,3,、,、,基,基,因,因,的,的,“,“,针,针,线,线,”,”,指,指,DNA,连,接,接,酶,酶,基,因,因,的,的,针,针,线,线,：,：DNA,连,连,接,接,酶,酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,目,的,的,基,基,因,因(,如,如,人,人,的,的,胰,胰,岛,岛,素,素,基,基,因,因),怎,怎,样,样,才,才,能,能,导,导,入,入,受,受,体,体,细,细,胞,胞(,如,如,大,大,肠,肠,杆,杆,菌,菌,细,细,胞,胞),？,？,3.,基,基因,的,的运,输,输工,具,具,运载,体,体(carrying),常用,的,的运,载,载体(carrying),有,有两,类,类：,1）,细,细菌,细,细胞,质,质的质粒(plasmid),2）噬菌,体,体(,bacteriophages),或某,些,些动植,物,物病,毒,毒(,virus),基因操作(,geneengineering),的工具,大肠杆菌的质粒(plasmid)：,运载体(,carrying),应该具有什,么,么特点呢?,？,基因操作(,geneengineering),的工具,运载体(,carrying),1能够在宿主,细,细胞内复制并稳定保存,；,；,具有多个限制酶,切,切点以便与外源,基,基因相连；,具有标记基因，便于进行,筛,筛选,基因工程(geneengineering)的“四,步,步曲”,提取目的基因,1,目的基因与运载体结合,2,将目的基因导入受体细胞,3,目的基因的检测和表达,4,1,2,基因工程的,操,操作工具,1.基因,的,的剪刀,限制性内,切,切酶,2.基因,的,的针线,连,接,接酶,3.基因,的,的运输工,具,具,运载体,基因工程,的,的操作步,骤,骤,1.目的,基,基因的提取,2.目的,基,基因与运,载,载体结合,3.,目,目的,基,基因导入受体,细,细胞,4.,目,目的,基,基因,的,的检测与表达,基因,工,工程(geneengineering),的,的原,理,理,小结,四、,基,基因,工,工程,的,的应,用,用,（一,）,）、,基,基因,工,工程,与,与作,物,物育,种,种,1、,在,在农,作,作物,生,生产,方,方面,目的,：,：培,育,育出,高,高产,、,、稳,产,产、,抗,抗逆,性,性的,优,优良,作,作物,及,及新,品,品种,。,。,优点,：,：降,低,低生,产,产成,本,本，,减,减少,农,农药,的,的使,用,用对,环,环境,的,的危,害,害，,提,提高,农,农作,物,物对,不,不良,环,环境,的,的适,应,应能,力,力。,转抗寒基因的番茄,（一,）,）、,基,基因,工,工程,与,与作,物,物育,种,种,2、,在,在畜,牧,牧养,殖,殖方,面,面,科学,家,家利,用,用基,因,因工,程,程的,方,方法,培,培育,出,出了,转,转基,因,因奶,牛,牛、,超,超级,绵,绵羊,等,等多,种,种转,基,基因,动,动物,。,。,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),(二,）,）、,基,基因,工,工程,与,与药,物,物研,制,制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,许多,药,药品,的,的生,产,产是,从,从生物,组,组织中提,取,取的,。,。受,材,材料,来,来源,限,限制,产,产量,有,有限,，,，其,价,价格,往,往往,十,十分,昂,昂贵,。,。,微生,物,物生,长,长迅,速,速，,容,容易,控,控制,，,，适,于,于大,规,规模,工,工业,化,化生,产,产。,若,若将生,物,物合,成,成相,应,应药,物,物成,分,分的,基,基因导入,微,微生,物,物细,胞,胞内,，,，让,它,它们,产,产生,相,相应,的,的药,物,物，,不,不但,能,能解,决,决产,量,量问,题,题，,还,还能,大,大大,降,降低,生,生产,成,成本,。,。,胰岛,素,素从,猪,猪、,牛,牛等,动,动物,的,的胰,腺,腺中,提,提取,，,，100Kg胰腺,只,只能,提,提取4-5g的胰,岛,岛素,，,，其,产,产量,之,之低,和,和价,格,格之,高,高可,想,想而,知,知。,将合,成,成的,胰,胰岛,素,素基,因,因导,入,入大,肠,肠杆,菌,菌，,每,每2000L培养,液,液就,能,能产,生,生100g胰,岛,岛,素,素,！,！,使,使,其,其,价,价,格,格,降,降,低,低,了,了30%-50%!,优,点,点,：,：,能,能,够,够,高,高,效,效,率,率,地,地,生,生,产,产,出,出,各,各,种,种,高,高,质,质,量,量,，,，,低,低,成,成,本,本,的,的,药,药,品,品,。,。,（,三,三,）,）,、,、,环,环,境,境,保,保,护,护,基,因,因,工,工,程,程,做,做,成,成,的,的,“,“超,级,级,细,细,菌,菌,”,”能,吞,吞,食,食,和,和,分,分,解,解,多,多,种,种,污,污,染,染,环,环,境,境,的,的,物,物,质,质,。,。,通,常,常,一,一,种,种,细,细,菌,菌,只,只,能,能,分,分,解,解,石,石,油,油,中,中,的,的,一,一,种,种,烃,烃,类,类,，,，,用,用,基,基,因,因,工,工,程,程,培,培,育,育,成,成,功,功,的,的,“,“,超,超,级,级,细,细,菌,菌,”,”,却,却,能,能,分,分,解,解,石,石,油,油,中,中,的,的,多,多,种,种,烃,烃,类,类,化,化,合,合,物,物,。,。,有,有,的,的,还,还,能,能,吞,吞,食,食,转,转,化,化,汞,汞,、,、,镉,镉,等,等,重,重,金,金,属,属,，,，,分,分,解,解DDT,等,等,毒,毒,害,害,物,物,质,质,。,。,1998,年,年,，,，,英,英,国,国,一,一,位,位,生,生,物,物,学,学,家,家,在,在,电,电,视,视,节,节,目,目,中,中,宣,宣,布,布,：,：,老,老,鼠,鼠,食,食,用,用,了,了,转,转,基,基,因,因,马,马,铃,铃,薯,薯,后,后,，,，,肾,肾,、,、,脾,脾,和,和,消,消,化,化,道,道,都,都,出,出,现,现,了,了,损,损,伤,伤,，,，,体,体,重,重,和,和,器,器,官,官,重,重,量,量,减,减,轻,轻,，,，,免,免,疫,疫,系,系,统,统,遭,遭,到,到,破,破,坏,坏,。,。,五,、,、,转,转,基,基,因,因,生,生,物,物,和,和,食,食,品,品,的,的,安,安,全,全,？,转,基,基,因,因,食,食,品,品,安,全,全,吗,吗,?,课堂小结,：,：,基因的“,剪,剪刀”,限制性,核,核酸内切,酶,酶,基因的“,针,针线”,DNA,连接酶,基因的运,输,输工具,运载体,（,（质粒）,1.基因,工,工程的概,念,念,2.基因,工,工程操作,的,的基本工,具,具,3.基因,操,操作的基,本,本步骤,目的基因,提,提取,目的基因,与,与运载体,结,结合,目的基因,导,导入受体,细,细胞,目的基因,的,的检测与,鉴,鉴定,杂交,育种,诱变,育种,多倍体育,种,单倍体育,种,基因,工程,处理,杂交,射线、辐射处理,秋水,仙素,花药离体,培养,基因,转移,原理,基因,重组,基因突变,染色体变,异,染色体变,异,基因,重组,优点,集“优”,提高突变 频率，产生新基因,果实大营养丰富,缩短育种年限,定向改变生物性状,缺点,育种时间,长,需要处理大量材料,发育迟结实率低,技术复杂,操作,复杂,小结：五,种,种育种方,式,式的比较,要使目,的,的基因与,对,对应的载,体,体重组，,所,所需的工,具,具酶是,限制酶,连接,酶,酶解,旋,旋酶,还,还原酶,2.下列,关,关于基因,工,工程的叙,述,述中,正,确,确的是:,A.限制,酶,酶只用于,提,提取目的,基,基因B.细菌体,内,内的环状DNA均,可,可作运载,体,体C.DNA连,接,接酶可用,于,于目的基,因,因和运载,体,体的连接D.重,组,组DNA,分,分子一旦,进,进入受体,细,细胞,基,因,因工程则,完,完成.,3.以下,说,说法正确,的,的是:,A.目的,基,基因是指,重,重组DNA B.一种限,制,制酶只能,识,识别一种,特,特定的核,苷,苷酸序列C.DNA重组,所,所用的工,具,具