人教版必修二第6章第2节基因工程及其应用（共64张PPT）.ppt

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1、能能发发光光的的水水母母不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼能发能发荧光荧光的热的热带斑带斑马鱼马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的抗抗虫虫害害的的玉玉米米抗虫棉抗虫棉能产能产生人生人胰岛胰岛素的素的大肠大肠杆菌杆菌 胰岛素胰岛素 每每100kg 猪或牛的胰腺中提取猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素胰岛素 1979年，利用大肠杆菌的年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，分子重组，2000L培养液提取培养液提取100g ， 相当于相当于2吨猪胰腺中吨猪胰腺中提取的量提取的量 干扰素干扰素 一千克纯的干扰素价值可达一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。亿美元。 传统生产方法：传统

2、生产方法：血液中提出白细胞，然血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，1个细胞最多生产个细胞最多生产1001000个干扰素分子个干扰素分子 基因工程：基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产一天内便可生产20万个干扰素分子。万个干扰素分子。1KG培培养物中可以得到养物中可以得到2040mg干扰素干扰素思考：思考：1、为什么能把一种生物的基因、为什么能把一种生物的基因“嫁接嫁接”到另到另一种生物上？一种生物上？2、推测这种、推测这种“嫁接嫁接”怎样能实现？怎样能实现？3、这种、这种“嫁接嫁接”对品种的改良有什么意

3、义？对品种的改良有什么意义？什么叫基因工程什么叫基因工程?基因工程的基本操作步骤有哪些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。归纳出科学家实施基因工程的总体思路。阅读教材阅读教材 P102，解决以下问题：，解决以下问题： 基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNADNA重组技术。重组技术。 通俗地说，就是按照人们的意愿，把通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别一种生物的个别基因基因复制出来，加以修饰复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，改造，然后放到另一种生物的细胞里，定定向地改造生物的遗传性状（目的）向地改造生物的遗传性状（

4、目的）。 原原 理：理：操作水平：操作水平：结结 果：果：目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，定向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。获得新性状获得新性状基因的基因的“剪刀剪刀”基因的基因的“针线针线”基因的运载体基因的运载体 大肠杆菌大肠杆菌(EcoRI)的一种限制酶能识别的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 练习使用练习使用

5、EcoRI 剪切目的基因剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组重组DNA分子分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG 运载体运载体应该具有什应该具有什么特点呢么特点呢? ?胰岛素基因胰岛素基因运载体运载体1.1.能够在宿主细胞内复能够在宿主细胞内复制并稳定保存；制并稳定

6、保存；2.2.具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；以便与外源基因相连；3.3.具有标记基因，便于具有标记基因，便于进行筛选进行筛选运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼质好的转基因鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素的转基因牛的转基因牛( (阿根廷阿根廷) )1 1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种基因工程在农

7、业上的应用基因工程在农业上的应用 培育抗逆性品种培育抗逆性品种将细菌的将细菌的抗虫、抗病毒、抗抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温高温等抗性基因转移到作物体等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：抗虫基因作物的意义： 减少农药的用量，降低了生产减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。的成本，减少了农药对环境的污染。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转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯

8、不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大豆转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色A：紫外光照射下的转：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。花。B：转没有绿色荧光：转没有绿色荧光蛋白的空质粒的花，蛋白的空质粒的花， 2002 2002年，中国转基因棉花达到年，中国转基因棉花达到150150万公万公顷，已经占到棉花产量的顷，已经占到棉花产量的1 13.3. 我国大豆食用油近七成是我国大豆食用油近七成是“转基因转基因”产产品品 与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些

9、？种的优点有哪些？目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短基因工程在畜牧业的应用基因工程在畜牧业的应用 繁殖具有繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。等优良品质的转基因动物（如奶牛）。 该过程的重要步骤是该过程的重要步骤是重组重组DNA转移到转移到动物受精动物受精卵卵中。中。将人的生长激素基因和将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠超级小鼠”。 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人

10、基因具特殊用途的猪和小鼠特殊特殊动物动物 图为图为20012001年年1212月底出生的月底出生的5 5只可爱的转只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国基因克隆小猪。据培育者英国PPLPPL医疗公司医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和称，这些转基因小猪将为研究和“生产生产”适适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。的帮助。 2 2、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用基因工程的方法生用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及胞介素、凝血因子、

11、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。疟疾等的疫苗。 提高生产产量、降低提高生产产量、降低生产成本。生产成本。1 1、微生物基因工程、微生物基因工程：2 2、细胞基因工程、细胞基因工程：3 3、转基因动物、转基因动物： 即把目的基因导入大肠杆即把目的基因导入大肠杆菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。 即用哺乳动物细胞株表达目即用哺乳动物细胞株表达目的产物的产物 即将目的基因直接导入鼠、兔、即将目的基因直接导入鼠、兔、羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，从儿获得目的产物从儿获得目的

12、产物产品名称菌株或细胞应用人胰岛素大肠杆菌人生长激素大肠杆菌表皮生长因子大肠杆菌白细胞介素-2大肠杆菌a干扰素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓剂哺乳动物 细胞治疗糖尿病治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗某些癌症治疗癌症或病毒感治疗癌症或病毒感染染预防病毒性肝炎预防病毒性肝炎治疗心血管病治疗心血管病（心脏病）（心脏病）胰岛素是治疗糖尿病的特效胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，等动物的胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺胰腺只能提取只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量的胰岛素，其

13、产量之低和价格之高可想而知。之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛胰岛素！大规模工业化生产不素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其的药品产量问题，还使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从人血！过去从人血中提取，中提取，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！其其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。人造血液、白细胞人造血

14、液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。平发挥了重大的作用。人造血液及其生产人造血液及其生产3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护 环境监测：环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针能够十分灵敏地检探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来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

15、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。 环境污染治理：环境污染治理：基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。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

16、害物质等毒害物质。 2006 2006年年3 3月月1414日日绿色和平组织发布消绿色和平组织发布消息息, ,称亨氏营养米粉含有转称亨氏营养米粉含有转BtBt基因抗虫水基因抗虫水稻成分。稻成分。 那么转基因食那么转基因食品到底安全吗？什品到底安全吗？什么样的转基因食品么样的转基因食品才能上市？如何面才能上市？如何面对市场上的转基因对市场上的转基因食品呢？食品呢？两种观点两种观点不安全：证据不安全：证据 安全：证据安全：证据 安全观点：安全观点： 1 1、转基因食品与非转基因食品的构、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；成是一样的； 2 2、减少农药使用、减少环境污染；、减少农药使用、减少环

17、境污染； 3 3、节省生产成本，降低粮食售价；、节省生产成本，降低粮食售价； 4 4、增加食品营养、提高食品产量等。、增加食品营养、提高食品产量等。 不安全观点：不安全观点： 1 1、可能产生抗除草剂的超级杂草；、可能产生抗除草剂的超级杂草； 2 2、可能使疾病的散播跨越物种障碍；、可能使疾病的散播跨越物种障碍； 3 3、可能损害农作物的生物多样性；、可能损害农作物的生物多样性； 4 4、认为创造新物种，可能干扰生态系、认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性；统的稳定性； 5 5、可能产生新毒素和新过敏源。、可能产生新毒素和新过敏源。最新款的摩托最新款的摩托车车谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？