《第一节 基因工程》课件.ppt

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1、第一节第一节基因的原理基因的原理：DNA含有指导生物体生命活动的遗传信息，每个DNA分子包含着成百上千个基因，基因控制着生物性状的表达。基因工程的原理基因工程的原理转转基基因因技技术术甲生物甲生物乙生物乙生物新类型新类型取出优取出优秀基因秀基因“剪切剪切”“拼接拼接”表达表达新的生物产品新的生物产品获得目的基因获得目的基因目的目的基因基因与运与运载体载体结合结合将含目的基因的将含目的基因的DNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞筛选筛选大量培养大量培养工程菌的培育步骤工程菌的培育步骤1.获得目的基因；获得目的基因；2.目的基因与载体拼接结合；目的基因与载体拼接结合；3.目的基因导入受体细胞；目的

2、基因导入受体细胞；4.目的基因的检测与表达。（筛选）目的基因的检测与表达。（筛选）5.大量培养。大量培养。基因工程的概念基因工程的概念什么叫基因工程？什么叫基因工程？基因工程是在分子水平上进行的遗传操基因工程是在分子水平上进行的遗传操作。按照预先设计好的蓝图，把一种生作。按照预先设计好的蓝图，把一种生物的基因分享出来，在体外巧妙地进行物的基因分享出来，在体外巧妙地进行拼接组合，然后转入另一种生物的体内，拼接组合，然后转入另一种生物的体内，从而改造其某些遗传性状，最终获得我从而改造其某些遗传性状，最终获得我们所需要的新品种。们所需要的新品种。转基因生物：含有非自身基因的生物称转基因生物：含有非自

3、身基因的生物称为转基因生物。为转基因生物。你能叙述转基因番茄的培育过程吗？转基因西红柿转基因西红柿转基因驱蚊草转基因驱蚊草 治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的生长激现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L大肠杆菌培养液中

4、提取的生长大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于激素，相当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。1.基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 1957年，两位美国科学家在研究病毒干扰现象时发现年，两位美国科学家在研究病毒干扰现象时发现了一种抗病毒的特效药了一种抗病毒的特效药干扰素。它是少数几种能抵御干扰素。它是少数几种能抵御病毒的天然防御物质之一。干扰素的价格十分昂贵。生产病毒的天然防御物质之一。干扰素的价格十分昂贵。生产干扰素的传统方法是由芬兰人卡里干扰素的传统方法是由芬兰人卡里坎特尔发明的，他从坎特尔发明的，他从血液中提取白细胞，然后用病毒去感染它，这时的白细胞血液中提取白细胞，然

5、后用病毒去感染它，这时的白细胞就会产生干扰素，提纯以后，便可供使用。就会产生干扰素，提纯以后，便可供使用。1980年，美国年，美国两位生物学家创建了一个遗传技术公司，通过各种不同的两位生物学家创建了一个遗传技术公司，通过各种不同的基因配合，得到了几种生产干扰素的细菌。用白细胞生产基因配合，得到了几种生产干扰素的细菌。用白细胞生产干扰素，每个细胞最多产生干扰素，每个细胞最多产生1001000个干扰素分子，而个干扰素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌进行发酵生产，用基因工程技术改造的大肠杆菌进行发酵生产，12天内天内便可产生便可产生20万个干扰素分子。万个干扰素分子。干扰素是病毒侵入细胞后产生的

6、一种糖干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每白细胞内提取，每300L血液只能提取出血液只能提取出1mg干扰素。干扰素。19801982年，科学家用基因工程年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的素，是传统的生产量的12万倍。

7、万倍。1987年上述年上述干扰素大量投放市场。干扰素大量投放市场。2.基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素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 3 3、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。1.基因控制着生物性状的表达。基因控制着生物性状的表达。2.遗传密码在动物、植物和微生物之间是相通的。遗传密码在动物、植物和微生物之间是相通的。人的生长激素基因在大肠杆菌细胞内得到人的生长激素基因在大肠杆菌细胞内得到成功表达，及美洲

8、拟蝴蝶鱼的抗冻基因在成功表达，及美洲拟蝴蝶鱼的抗冻基因在番茄细胞内的成功表达说明了什么问题？番茄细胞内的成功表达说明了什么问题？利用工程菌生产人的生长激素有哪些好处？利用工程菌生产人的生长激素有哪些好处？细菌繁殖快，可以在短时间内产生大量生长激细菌繁殖快，可以在短时间内产生大量生长激素，且成本低。素，且成本低。假定科学家已经在大豆上找到了利用根瘤菌假定科学家已经在大豆上找到了利用根瘤菌生产氮肥的基因，又找到了一种水稻的抗干生产氮肥的基因，又找到了一种水稻的抗干旱基因，如果要创造一个既能自己制造氮肥旱基因，如果要创造一个既能自己制造氮肥又能抗干旱的大豆新品种，你认为可否利用又能抗干旱的大豆新品种

9、，你认为可否利用基因工程方法去创造这种新大豆呢？请尝试基因工程方法去创造这种新大豆呢？请尝试用简图的方式描绘此过程。用简图的方式描绘此过程。根瘤菌的固氮基因水稻抗干旱基因细菌环状根瘤菌的固氮基因水稻抗干旱基因细菌环状DNA含有固氮、抗旱基因的环状含有固氮、抗旱基因的环状DNADNA重组重组转入转入细菌导入导入大豆大豆细胞细胞培养长成培养长成既能自己制造氮肥又能抗干旱的大豆植株既能自己制造氮肥又能抗干旱的大豆植株基因工程在工农业和医药方面有哪些应用？基因工程在工农业和医药方面有哪些应用？大家谈一、基因工程与作物育种一、基因工程与作物育种基因工程的应用基因工程的应用抗虫害的玉米抗虫害的玉米抗虫的基

10、因来自苏云金杆抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。身具有抵御虫害的能力。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获得高产、稳产和具有获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。有抗逆性的作物新品种。1、可以定向的改良作物和家畜的品种。、可以定向的

11、改良作物和家畜的品种。转基因技术有哪些优点？转基因技术有哪些优点？(应用应用)3、可以改变作物的营养成分。、可以改变作物的营养成分。4、可以生产其他药物。、可以生产其他药物。2、可以提高作物的抗虫害能力。、可以提高作物的抗虫害能力。基因工程有着广阔的发展前景，基因工程有着广阔的发展前景，但也是一把双刃剑造福人类但也是一把双刃剑造福人类的同时也会给人类带来挑战与威的同时也会给人类带来挑战与威胁。由此引发了人们许多的思考胁。由此引发了人们许多的思考有关资料表明，随着转基因技术的有关资料表明，随着转基因技术的广泛应用，广泛应用，20012001年全球转基因作物年全球转基因作物的种植面积达到了的种植面

12、积达到了50005000公顷，我国公顷，我国餐桌上有餐桌上有50%50%以上的大豆色拉油属以上的大豆色拉油属于转基因食品。转基因食品是否安于转基因食品。转基因食品是否安全？请同学们谈谈自己的观点。全？请同学们谈谈自己的观点。1、安全：、安全：1）因为所转入的基因都是功能已知的基因）因为所转入的基因都是功能已知的基因。2）转基因食品被食用多年，尚未发现严重危害人）转基因食品被食用多年，尚未发现严重危害人体健康的事例。体健康的事例。2、不安全：、不安全：1）转基因是将不同生物之间的基因进行重组，会）转基因是将不同生物之间的基因进行重组，会不会产生新的变异，导致人体患病。不会产生新的变异，导致人体患病。2）现已发现某些转基因食品中的蛋白质能够使某）现已发现某些转基因食品中的蛋白质能够使某些人产生过敏反应。些人产生过敏反应。3）目前人们还没有发现转基因食品对人体健康的）目前人们还没有发现转基因食品对人体健康的危害是因为时间较短。危害是因为时间较短。