基因工程及其应用 .ppt

6-2 基因工程基因工程及其应用及其应用 水母水母发光靠的却是一种神奇的蛋白质，这种蛋发光靠的却是一种神奇的蛋白质，这种蛋白质遇到白质遇到钙离子钙离子就能发出较强的蓝色光来。有些水就能发出较强的蓝色光来。有些水母在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色萤光。母在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色萤光。水母绿色荧光蛋白基因水母绿色荧光蛋白基因思考v发光的小鸡是怎么产生的？（概念）甲生物甲生物乙生物乙生物取出优取出优秀基因秀基因新类型新类型表达表达新的生物产品新的生物产品基基因因工工程程思考v在产生发荧光小鸡的过程中，需要什么特别的基因工具？一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1 1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶（限制酶）：限制性核酸内切酶（限制酶）G A A T T C C T T A A G 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割列，并在特定的切点上切割DNADNA分子。分子。如如:EcoRI限制酶限制酶大肠杆菌的一种大肠杆菌的一种ECORIECORI限制酶限制酶识别识别GAATTCGAATTC序列序列，并在并在G G和和A A之间切开之间切开）。）。一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1 1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶C T T A AGG A A T T C C T T A A G A A T T C G黏性末端黏性末端产生黏性未端（碱基互补配对）。产生黏性未端（碱基互补配对）。特异性，即识别特定核苷酸序列，特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。切割特定切点。黏性末端黏性末端1 1、作用特点：、作用特点：2 2、结果：、结果：如果几个如果几个DNADNA分之被同一种限制酶切切分之被同一种限制酶切切割，会产生什么结果？割，会产生什么结果？思考思考:基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶DNADNA连接酶的作用是连接酶的作用是：脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的交替连接而构成的DNA骨架缺口骨架缺口缝合缝合。这样得到的这样得到的DNA分子是一个重组分子是一个重组DNA分子！分子！DNADNA连接酶连接酶DNADNA连接酶连接酶人的细胞人的细胞DNA质粒质粒质粒质粒是存在于是存在于细菌细菌细菌细菌细胞质中独立于染细胞质中独立于染色体而自主复制的色体而自主复制的环状双链环状双链DNADNA分子分子。A AT TC CA AT TGGA AGGT TC CA AC CT TA AGGT T标记基因标记基因标记基因标记基因如何将目的基因和运载体结合？如何将目的基因和运载体结合？首先将运载体取出。首先将运载体取出。标记基因，便标记基因，便于进行检测于进行检测1 1、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体常用的运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体质粒、噬菌体和动植物病毒和动植物病毒环状环状DNA 容易从细胞中容易从细胞中取出或放入取出或放入 能与宿主细胞能与宿主细胞友好相处友好相处自主复制自主复制基因工程基因工程基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果原理原理基因重组基因重组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1 1、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制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。二、基因工程的二、基因工程的应用应用胰岛素从猪、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，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。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培养液就能培养液就能产生产生100g100g胰岛素！使胰岛素！使其价格降低了其价格降低了30%-30%-50%!50%!从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通过基因工程的通过基因工程的方式创造了能合成人方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，干扰素的大肠杆菌，每每1Kg1Kg的培养液可提取的培养液可提取20204mg4mg干扰素干扰素人造血液及其生产人造血液及其生产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2 2、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种3 3、环境保护、环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级细超级细菌菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。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工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃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，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。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”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污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染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。3、转基因生物和转基因食品的安全性、转基因生物和转基因食品的安全性 19931993年年1212月月2424日，中华人民共和国国家科学技术日，中华人民共和国国家科学技术委员会颁布了委员会颁布了基因工程安全管理办法基因工程安全管理办法，由总则、，由总则、安全等级和安全性评价、申报和审批、安全控制措施、安全等级和安全性评价、申报和审批、安全控制措施、法律责任和附则共六章组成。法律责任和附则共六章组成。19971997年年7 7月，中华人民共和国农业部颁布了月，中华人民共和国农业部颁布了农农业生物基因工程安全管理实施办法业生物基因工程安全管理实施办法。19981998年，农业年，农业部农业生物基因工程安全管理办公室和农业部生物基部农业生物基因工程安全管理办公室和农业部生物基因工程安全委员会共对因工程安全委员会共对2 2批批6868项申请进行了评审，同项申请进行了评审，同意商品化申请意商品化申请2 2项、同意环境释放项、同意环境释放1010项，同意和认可项，同意和认可中间试验中间试验3939项，暂不同意或不认可项，暂不同意或不认可1616项。项。