高中生物 第6章 第2节 基因工程及其应用 设计一 基因工程及其应用课件 新人教版必修2

基因工程及基因工程及其应用其应用第第2节节基因基因“嫁接嫁接”一、基因工程一、基因工程 又叫做又叫做或或。通。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以的某种基因提取出来，加以修饰改造修饰改造，然后，然后放到另一种生物的细胞里，放到另一种生物的细胞里，地改造生物地改造生物的的。小结原理原理操作环境操作环境操作水平操作水平结果结果定向地改造生物的遗传性状，定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。DNA分子水平分子水平生物体外生物体外基因重组基因重组1、 基因的基因的“剪刀剪刀” 专一性：专一性： 识别识别特定核苷酸特定核苷酸序列序列，在，在特定的切点特定的切点切切DNA，具具特异性特异性。并裂解。并裂解磷酸二酯磷酸二酯键键，产生两个产生两个黏性末端黏性末端。 二、基因操作的工具二、基因操作的工具例：大肠杆菌的一种限制酶例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。EcoR被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？要想获得某个特定性状的基因必须要用限要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？思考思考:2、基因的、基因的“针线针线” 连接酶的作用：连接酶的作用： 将互补配对的两个黏性末端连接起来，使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之成为一个完整的DNA分子。分子。连接的部位：连接的部位： 生成磷酸二酯键生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：连接酶的作用过程：连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末连接酶的作用是：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端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体 常用的运载体：常用的运载体： 质粒、噬菌体和质粒、噬菌体和动植物病毒等动植物病毒等标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。 质粒存在于许质粒存在于许多细菌和酵母菌等多细菌和酵母菌等生物中生物中, ,是细胞染是细胞染色体外能够自主复色体外能够自主复制的很小的环状制的很小的环状DNADNA分子分子. .从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导目的基因导入受体细胞入受体细胞目的基因的目的基因的检测与鉴定检测与鉴定 基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤1）提取提取目的基因目的基因2）目的基因）目的基因与运载体结合与运载体结合3）将目的基因）将目的基因导入受体细胞导入受体细胞4）目的基因的）目的基因的检测与鉴定检测与鉴定 转基因抗虫棉花转基因抗虫棉花转入苏云金杆菌转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，的一个抗虫基因，是中国目前最主要是中国目前最主要的转基因作物的转基因作物 1、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯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不会引起过敏的转基因大豆运用基因工程技术，不但可以培养优质、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。以培养出具有特殊用途的动、植物。乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转基因牛基因牛( (阿根廷阿根廷) )生长快、耐不良环境、肉质生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼好的转基因鱼( (中国中国) )导入贮藏蛋白基因的超级绵羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级绵羊和超级小鼠我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产是许多药品的生产是从生物组织中提取的。从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂限，其价格往往十分昂贵。贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。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，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。大降低生产成本。2、基因工程与药物研制胰岛素从猪、牛等动物的胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每因导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!通过基因工程的方式创造了能合成人干扰通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每素的大肠杆菌，每1Kg1Kg的培养液可提取的培养液可提取20204 4mgmg干扰素。干扰素。 干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从！过去从人血中提取，人血中提取，300L300L血才提血才提取取1mg1mg！其！其“珍贵珍贵”程度程度自不用多说。自不用多说。 1998年英国的研究人员普斯陶伊通过新闻媒体向人展示了他的研究成果：实验鼠在食用转基因土豆十天后，其肾、脾和消化道都出现了不同程度的损伤。 你们怎样看待转基因生物和转基因食品的安全性呢？ 五、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，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。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，超级美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有市场上有4000多种商品是含有转基因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。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，到现生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有在为止也没有个案例说明它有问题个案例说明它有问题 。反对派的观点反对派的观点一英国科学家声称，转基因马铃薯会减一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；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。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。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，因而抵制美国物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。产品的进口。我国政策法规我国政策法规 2001年年5月，国务院公布的月，国务院公布的农业转基因生物安全管理条农业转基因生物安全管理条例例规定，不得销售未标识的农业转基因生物，其标识应规定，不得销售未标识的农业转基因生物，其标识应注明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售注明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售。范围的还应注明并在指定范围内销售。