湖南省师大附中高中生物 第四节 基因工程简介2课件 新人教版必修2PPT.ppt

１、基因工程与医药卫生 我国生产的部分基因工程疫苗和药物 ⑴ 基因工程药品的生产 　　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。 　　胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了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。 　　人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。 人造血液及其生产 　　通过研究“基因敲除”的耗子将帮助研究人类的癌症、糖尿病和高血压等慢性疾病与遗传的关系。 转基因羊　　具有生长快、毛质、肉质好、疾病少及耐粗饲料等优点。 　　在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活泼的小猴“安迪”。　　通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。 　　在生物体外对DNA分子进行人工剪切、拼接，对基因进行改造和重新组合，再导入生物体内使导入的基因得以表达。 甲生物 乙生物 取出优秀基因 “剪切”“拼接”　 新类型 表达　 新的生物产品　 基因敲除技术 转基因技术 生物 新类型 敲除不利基因　 新的生物产品　 重播 　　DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。 ２、基因的针线──DNA连接酶 　　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。 重播 ２、基因的针线──DNA连接酶 　　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。 3、基因的运输工具——运载体 　　要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 　　运载体必须同时满足三个要求：①能与目的基因结合；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③比较容易得到。　　科学家发现大肠杆菌、枯草杆菌等的质粒能同时满足以上三个要求。 　　目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。 ㈡　基因操作的基本步骤 １、提取目的基因——将　需要的基因从供体生物　的细胞内提取出来。 供体生物细胞 取出DNA 用限制酶剪去多余部分 目的基因 限制酶 提取目的基因的方法 　用限制酶切断成许多片段 ⑴直接分离基因——鸟枪法 　　将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。　　该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。 ⑵人工合成基因法 DNA合成仪 有两种方法：　　　　　①逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。　　②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。 2、目的基因与运载体结合 　　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，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA分子。 3、将目的基因导入受 　体细胞并使之扩增 导入 扩增 　　要让目的基因表达，必须将它导入受体细胞并进行扩增。　　为获得目的基因的表达产物时，通常以大肠杆菌等无害易得的细菌为受体。为改进某种生物时，将欲改进的生物细胞为受体。 　　为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常还要用一些物质对受体细胞进行处理，使受体细胞具有更大的通透性。 4、目的基因的检测和表达 　　前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因。这样，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。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 　　细菌的检测，将每个受体细胞单独培