名校联盟江苏省无锡市洛社高级中学高一生物《基因工程及其应用》课件.ppt

基因工程及其应用 　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。 常用的运载体： 质粒、噬菌体和动植物病毒等 * 第2节 转鱼抗寒基因的番茄 转基因鲑鱼 高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种. 抗虫害的玉米 原 理： 操作水平： 结 果： 目的基因 供体细胞 受体细胞 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。 二、基因操作的工具 1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶） 　　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上切割DNA分子。 专一性 如:EcoliI限制酶 限制酶 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 ２．基因的针线——DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。 基因的针线：DNA连接酶 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 3、基因的运输工具——运载体 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。 大肠杆菌的质粒： 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；质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用；但复制只能在宿主细胞内进行。 　　用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。 ２．目的基因与运载体结合 三、基因工程基本步骤 １．获取目的基因 ３．将目的基因导入受体细胞 导入 扩增 常用的受体细胞：菌类和动植物细胞 ４．目的基因的表达和检测 　　大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 　　 水母 １、基因工程与作物育种 1993年，中国农业科学院的科学家成功地培育出了抗棉铃虫的转基因抗虫棉，抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体，能使棉铃虫等鳞翅目害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。 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) 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。 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%! 3、　环境保护　　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。 　　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。 4、转基因生物和转基因食品的安全性 当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造生物的能力时，也感到了不安与困惑。人类是否有权按照自已的意愿操纵地球上的生命？人类创造的转基因生物、转基因食品是否会危害整