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1、基因工程 及其应用,第2节,江苏省射阳中学 马古忠,转基因鲑鱼,抗虫害的玉米,请您欣赏,抗虫害的玉米,抗虫棉,请您欣赏,转鱼抗寒基因的番茄,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,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。,请您欣赏,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,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%!,请您欣赏,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
2、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。,请您欣赏,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。,请您欣赏,请您欣赏,水母,甲生物,乙生物,新类型,基因敲除技术,转基因技术,生物,新类型, 基因操作的工具,重播,EcoR,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。,重播,、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
3、为一个完整的DNA分子。,3、基因的运输工具运载体:将外源基因送入细胞的工具,类型： 1、质粒 2、噬菌体和动植物病毒,运载体必须同时满足三个要求： 能与目的基因结合； 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 比较容易得到。,基因工程,尝试标出下列序列受EcoRI限制酶作用的切点,小试身手:,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,甲DNA片段,乙DNA片段,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,智力游戏,请根据基因工程操作的基本步骤，将下图拼接好。,A,B,C,D, 基因操作的基本步骤,、提取目的基因
4、将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。,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DNA连接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增殖,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作为受体。,4、目的基因的检测和表达,细菌的检测：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
5、、研究。,多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。,例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。,转鱼抗寒基因的番茄,抗虫害的玉米,抗虫棉,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,基因工程做成的“超级细菌”,课,究,探,后,课题一：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。 课题二：1979年，科学家
6、们已经运用基因工程的方法使大肠杆菌合成人类胰岛素.假如你是其中的一员,请你谈谈你们的基本操作. 课题三：进一步调查长江流域的污染源，运用基因工程方法提出合理化的整治建议。,二 基因工程的应用,农业上,1、基因工程与农牧业、食品工业,畜牧养殖业上,食品业,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,培养具有各种抗逆性的作物新品种,获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物,利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达,为人类开辟新的食物来源,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,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,生长快、耐不良环境、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),
7、导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠,超级动物,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。,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,特殊动物,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。,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”。(GFP基因植入200多个猴子的卵子里，结果只形成了40个胚胎，而最终成孕的只有5只，其中两个还胎死腹中。顺利产下的三只猴子中，只有安迪带有GFP基因。),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。,生产基因工程药品,基因
8、工程与医药卫生,基因诊断,基因治疗,如胰岛素、干扰素,如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病,把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的,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。,3、基因工程与环境保护,用DNA探针检测水中病毒的含量,获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌,环境监测,环境净化, 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来,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。,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。,