《基因工程及其应用》参考课件.ppt

第2节 基因工程及其应用,能发荧光的热带斑马鱼,普通热带斑马鱼是不发荧光的,转基因鲑鱼,同时具有高产、稳产和抗逆性等优良品质的农作物新品种.,抗虫害的玉米,你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？,问题探讨,“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌,一、基因工程的概念： 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,基因/DNA,分子水平,剪切拼接导入表达,人类需要的基因产物,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。并裂解磷酸二酯 键，产生两个黏性末端。,二、基因操作的工具,黏性末端,例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,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:,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端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 连接的部位： 生成磷酸二酯键 DNA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端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。,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。,1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子； 2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。,质粒可作为有何特点？,从细胞中分离出DNA,从大肠杆菌中提取质粒,提取目的基因,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,要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是( ) 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 2.基因工程的正确操作步骤是（ ） 使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因 ,积极思维:,四、 基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,苏云金杆菌,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）,不会引起过敏的转基因大豆,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),中国农业大学获得的转基因克隆奶牛,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,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%!,干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。,乙肝疫苗,我国生产的部分基因工程药物和疫苗,我国生产的部分胰岛素产品,转基因食品已经走进我国百姓的生活。 国内尚没有转基因作物的大规模生产 近几年我国大量从美国、阿根廷等国进口大豆，其中大部分是转基因大豆。 我国有一半以上的大豆色拉油含有转基因成分。,3、转基因生物和转基因食品的安全性,现在国内都有哪些转基因食品？,第一批列入目录的农业转基因生物是： 大豆：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕 玉米：玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉 油菜：油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕 棉花种子 番茄：番茄种子、鲜番茄、番茄酱,现在市场上常见的小西红柿算是转基因食品么？,小西红柿其实并不属于转基因食品，它是通过常规育种方法培育的。,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GMO产品的进口。,“转基因食品，要不要贴标签?”,若转基因产品与目前市售的产品具有实质等同性，则不需再加特殊的标签； 若转基因产品中含有对一部分人群有过敏性反应的蛋白，则需加标签，以使购买者作出选择。,我 国,2001年6月6日，国务院公布的农业转基因生物安全管理条例规定，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；有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售。,1、通过本节课的学习,你认识什么叫基因工程了吗? 2、基因工程的原理你了解了么?,课堂小结：,基因重组,