基因工程及其应用课件优秀课件.ppt

基因工程及其应用课件基因工程及其应用课件第1页，本讲稿共36页第2页，本讲稿共36页学习目标学习目标：简述基因工程的基本原理；简述基因工程的基本原理；举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用；举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用；关注转基因生物和转基因食品的安全性。关注转基因生物和转基因食品的安全性。学习重点：学习重点：基因工程的基本原理；基因工程的基本原理；基因工程的安全性问题。基因工程的安全性问题。学习难点：学习难点：基因工程的基本原理；基因工程的基本原理；转基因生物与转基因食品的安全性。转基因生物与转基因食品的安全性。第3页，本讲稿共36页基因工程：基因工程：即即 。通。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因俗的说，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提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，里，地改造生物的地改造生物的 。原原 理：理：操作水平：操作水平：结结 果：果：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向定向地改造生物的遗传性状，地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术定向定向遗传性状遗传性状第4页，本讲稿共36页基因工程培育黄金大米的的简要过程基因工程培育黄金大米的的简要过程黄金大米的培育有哪些关键步骤？黄金大米的培育有哪些关键步骤？玉米细胞玉米细胞提取提取提取提取相应基因相应基因 普通大米细胞普通大米细胞大米细胞大米细胞(含相应基因含相应基因)与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNADNADNA拼接，导入拼接，导入拼接，导入拼接，导入大米植株大米植株(长黄金大米长黄金大米)表达表达表达表达解决培育黄金大米的关键步骤要哪些工具？解决培育黄金大米的关键步骤要哪些工具？解决培育黄金大米的关键步骤要哪些工具？解决培育黄金大米的关键步骤要哪些工具？第5页，本讲稿共36页第6页，本讲稿共36页1、基因工程的、基因工程的指指“限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 ”主要存在于微生物主要存在于微生物主要存在于微生物主要存在于微生物一种限切酶一种限切酶只能识别只能识别一种一种特定特定的核苷酸的核苷酸序列序列,并在并在特定切点特定切点切割切割DNADNADNADNA分子分子分子分子已发现的有已发现的有已发现的有已发现的有200200200200多种多种种类种类:来源来源:特点特点:“”作用于：作用于：磷酸二酯键磷酸二酯键第7页，本讲稿共36页限制性内限制性内切酶切酶识别位点识别位点限制性内限制性内切酶切酶识别位点识别位点EcoRXbaXhoNdeGAATTCTCTAGACTCGAGCATATGApaBglClaSmaGGGCCCAGATCTATCGATCCCGGG几种常用限制性内切酶及其酶切位点第8页，本讲稿共36页限制性内切酶（限制性内切酶（EcoREcoR）作用过程）作用过程点击播放点击播放第9页，本讲稿共36页被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具有相同是否具有相同的黏性末端？的黏性末端？思考思考:形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有第10页，本讲稿共36页什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开中心轴线两侧切开时时，被限制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带两条单链的切口，带有几个有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互补配对互补配对，这样的切口叫这样的切口叫黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端。第11页，本讲稿共36页2、基因工程的、基因工程的指指“DNADNA连接酶连接酶”“”作用：作用：将互补配对的两个粘性末端连将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子分子第12页，本讲稿共36页DNA连接酶的作用过程连接酶的作用过程点击播放点击播放第13页，本讲稿共36页 DNADNA连接酶的作用位点连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键磷酸二酯键。第14页，本讲稿共36页 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 A第15页，本讲稿共36页3、基因工程的运载体、基因工程的运载体（2 2）常用的运载体：）常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1 1）运载体：将外源基因）运载体：将外源基因 送入受体细胞的运输工具送入受体细胞的运输工具第16页，本讲稿共36页 标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。其中其中质粒质粒存在于许存在于许多细菌和酵母菌等生物多细菌和酵母菌等生物中中,是细胞染色体外能是细胞染色体外能够自主复制的够自主复制的很小的很小的环状环状DNADNA分子分子.第17页，本讲稿共36页作为载体的必要条件作为载体的必要条件v1.1.能自我复制能自我复制v能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；v2.2.有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点v能与目的基因结合能与目的基因结合v3.3.有遗传标记基因有遗传标记基因v便于观察便于观察v4.4.对受体细胞无害、易分离对受体细胞无害、易分离v安全、比较容易得到安全、比较容易得到第18页，本讲稿共36页基因工程培育黄金大米的的简要过程基因工程培育黄金大米的的简要过程*模拟一下黄金大米的培育过程！模拟一下黄金大米的培育过程！玉米细胞玉米细胞提取提取提取提取相应基因相应基因 普通大米细胞普通大米细胞大米细胞大米细胞(含相应基因含相应基因)与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNADNADNA拼接，导入拼接，导入拼接，导入拼接，导入大米植株大米植株(长黄金大米长黄金大米)表达表达表达表达第19页，本讲稿共36页从细胞中分离从细胞中分离出出DNA从大肠杆菌中提从大肠杆菌中提取质粒取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与运目的基因与运载体结合载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导入目的基因导入受体细胞受体细胞目的基因的表达目的基因的表达与检测与检测基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤第20页，本讲稿共36页第21页，本讲稿共36页要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）限制酶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随随练习练习第22页，本讲稿共36页v3、下列有关基因工程操作顺序的组合中，正确的一组是（）v目的基因的检测与表达v目的基因与运载体结合v将目的基因导入受体细胞v目的基因的提取vA、B、vC、D、C第23页，本讲稿共36页基因工程的基因工程的别别名名操作原理操作原理操作操作对对象象操作水平操作水平操作工具操作工具基本基本过过程程结结果果基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术 基因重组基因重组 DNA或基因或基因 DNA分子水平分子水平 限制酶、限制酶、DNA连接酶、运载体连接酶、运载体（1）提取目的基因）提取目的基因（2）目的基因与运载体结合）目的基因与运载体结合（3）将目的基因导入受体细胞）将目的基因导入受体细胞（4）目的基因的表达和检测）目的基因的表达和检测 人类需要的基因产物人类需要的基因产物第24页，本讲稿共36页你知道什么是真正的硕果累累吗?转转基基因因产产品品知知多多少少第25页，本讲稿共36页抗虫棉抗虫棉抗抗CMVCMV甜椒甜椒基因工程与作物育种第26页，本讲稿共36页 第27页，本讲稿共36页生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼(中国中国)乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛(阿根廷阿根廷)第28页，本讲稿共36页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因转鱼抗寒基因的番茄的番茄第29页，本讲稿共36页基因工程与药物研制基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产是许多药品的生产是从生物组织中提取的。从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂限，其价格往往十分昂贵。贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化微生物生长迅速，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。题，还能大大降低生产成本。第30页，本讲稿共36页 转基因抗乙肝西红柿转基因抗乙肝西红柿(中国中国)，虽然不能治愈，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。殖，使转入的基因稳定化。用转基因的植物生产药物用转基因的植物生产药物第31页，本讲稿共36页胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌，每每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!第32页，本讲稿共36页基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解能吞食和分解多种污染环境的物质。多种污染环境的物质。通常一种假单孢通常一种假单孢杆菌只能分解石油中杆菌只能分解石油中的一种烃类用基因的一种烃类用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超级细菌级细菌”却能分解石却能分解石油中的多种烃类化合油中的多种烃类化合物。物。科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质的细菌。等毒害物质的细菌。环境污染治理环境污染治理第33页，本讲稿共36页 利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分灵敏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亡，甚至还可以吸收和转化污染物。第34页，本讲稿共36页第35页，本讲稿共36页水母第36页，本讲稿共36页