基因工程及其应用成稿.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,再试一试：,棉花每年都因一些害虫的存在而减产，你能否根据你所学的育种方法，选育出具有抗虫特性的棉花？,已知苏云金杆菌体内有一种基因，,其编码的蛋白质具有很好的杀虫作用，,发挥你的想象力，你还有更好的育种,方法吗？,如果采取将该细菌内的抗虫基因“嫁接”到棉花中，你能推测出，这种基因的“嫁接”的实现有几个关键环节？,你能设想一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮,能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？,家蚕能够吐出蚕丝为人类利用,能否让细菌“吐出”蚕丝？,设想,能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？,经过多年的努力，科学家于,20,世纪,70,年代创立了可以定向改造生物的新技术,基因工程。,能发光的水母,不能发光的热带斑马鱼,请您欣赏,能否让热带鱼也能发光,?,设想,请您欣赏,蓝色妖姬,请您欣赏,超级小鼠与超级鱼,能产生人胰岛素的大肠杆菌,请您欣赏,基因,“,嫁接,”,第,2,节 基因工程及其应用,本节聚焦：,1,、什么是基因工程？,2,、基因工程的原理是什么？,3,、基因工程有哪些应用？,4,、转基因食品安全吗？,什么叫基因工程（,gene engineering,）,?,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(recombinant 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),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.,胰岛素基因从人体细胞内提取出来,2.,胰岛素基因与运载体,DNA,连接,3.,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,（限制酶）,基因操作,(,gene engineering,),的工具,模型构建,1,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,练习使用,EcoRI,剪切目的基因,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,目的基因,黏性末端,2.,基因的针线,DNA,连接酶,积极思考,DNA,连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？,基因操作,(,gene engineering,),的工具,磷酸二酯键,模型构建,2,使用,DNA,连接酶制作重组,DNA,分子,甲片段,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,乙片段,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,重组,DNA,分子,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,（小组讨论）,目的基因,(,如人的胰岛素基因,),怎样才能导入受体细胞,(,如大肠杆菌细胞,),？,3.,基因的运输工具,运载体,(carrying),常用的运载体有两类：,1,）,质粒,2,）,噬菌体,或某些,动植物病毒,基因操作的工具,质粒的特点,1,、细胞染色体（拟核）外能自主复制的小型环状,DNA,分子；,2,、存在于许多细菌及酵母菌等生物中；,大肠杆菌的质粒,(plasmid),：,将目的基因送入受体细胞,基因操作,(,gene engineering),的工具,基因工程,(gene engineering),的“四步曲”,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,基因工程的操作工具,1.,基因的剪刀,限制性内切酶,2.,基因的针线,连接酶,3.,基因的运输工具,运载体,基因工程的操作步骤,1.,目的基因的提取,2.,目的基因与运载体结合,3.,目的基因导入受体细胞,4.,目的基因的检测与表达,基因工程的原理,小结,练习：,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,DNA,连接酶 解旋酶还原酶,实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）,高效性专一性多样性催化活性易受外界影响,3.,有关基因工程的叙述中，错误的是（）,A,、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种,B,、重组,DNA,的形成在细胞内完成,C,、目的基因须由运载体导入受体细胞,D,、质粒都可作为运载体（多选）,exercise,4.,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,B.,C.,D.,香 蕉 鱼,你见过吗,?,最新款的摩托车,你想过吗,?,你见过树会走路吗,?,你知道什么是真正的硕果累累吗,?,谁能告诉我这是？,给科学插上想象的翅膀，,你会收获更多！,二、基因工程的应用：,1,、,基因工程与生物育种：,（,1,）转基因植物：,（,2,）转基因动物,:,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。,抗虫害的玉米,全身散发绿色荧光的转基因鱼,乳汁中分泌人凝血因子,IX,的转基因山羊,美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶,首只转基因猴降生,超凡嗅觉能力的转基因鼠,2,、基因工程与药物研制：,胰岛素 干扰素 许多疫苗,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,。,转基因食品,安全吗,?,三、转基因生物和转基因食品的安全性,你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？,全班分成两组进行辩论,课,究,探,后,课题：利用网络资源并结合教材中的资料分析,就“转基因生物和转基因食品的安全性”以小论文的形式发表个人见解。,Thank You!,Bye Bye!,