基因工程与应用精选PPT.ppt

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1、基因工程与应用 第1页，此课件共25页哦 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，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里，定向地改造生物的性状。原理：基因重组操作水平：DNA分子水平操作环境：生物外结 果：定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞第2页，此课件共25页哦 二、基因操作的工具二、基因操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶（限限制性内切酶（限制酶）制酶）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，并在特定的切割点上将列

2、，并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。分子切断。专一性专一性第3页，此课件共25页哦 基因的基因的针线：DNA连接接酶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第4页，此课件共25页哦 被同一种限制切断的几个被同一种限制切断的几个DNADNA是否具有相是否具有相同的黏性末端？同的黏性末端？第5页，此课件共25页哦 、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作

3、用是：将互补配对的两个黏性末端连连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。第6页，此课件共25页哦 3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体常常用用的的运运载载体体：质质粒粒、噬噬菌菌体和动植物病毒体和动植物病毒标记基因，标记基因，便于进行便于进行检测。检测。第7页，此课件共25页哦 第一步：第一步：获取目的基因：取目的基因：用限制用限制酶将将供体供体细胞中的胞中的DNA切成切成许多片段，将多片段，将这些些片段分片段分别载入运入运载体，然后通体，然后通过运运载体分体分别转入不同的受体入不同的受体细胞，胞，让供

4、体供体细胞所提胞所提供的供的DNA（外源（外源DNA）的所有片段分）的所有片段分别在在各个受体各个受体细胞中大量复制（在胞中大量复制（在遗传学中叫学中叫扩增），从中找出含有目的基因的增），从中找出含有目的基因的细胞，胞，再用一定的方法把再用一定的方法把带有目的基因的有目的基因的DNA片片段分离出来。段分离出来。三、工程基本步骤三、工程基本步骤第8页，此课件共25页哦 2 2、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合用与提取目的用与提取目的基因相同的限制酶基因相同的限制酶切割质粒使之出现切割质粒使之出现一个切口，将目的一个切口，将目的基因插入切口处，基因插入切口处，让目的基因的黏性让目的基因的

5、黏性末端与切口上的黏末端与切口上的黏性末端互补配对后，性末端互补配对后，在连接酶的作用下在连接酶的作用下连接形成重组连接形成重组DNADNA分分子。子。第9页，此课件共25页哦 第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞导入导入扩增扩增常用的受体细胞：菌常用的受体细胞：菌类和动植物细胞类和动植物细胞第10页，此课件共25页哦 4 4、目的基因的表达和检测、目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。从中检测出来。将每个受

6、体细胞单独培养形成菌落，检测菌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、研究。物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物第11页，此课件共25页哦 一、基因工程与作物育种第12页，此课件共25页哦 转基因植物的产生过程转基因植物的产生过程1、转基因植物第13页，此课件共25页哦 转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）1）抗虫）抗虫转基因植物基因植物 抗虫的基因来抗

7、虫的基因来自苏云金杆菌。自苏云金杆菌。苏云金杆菌形苏云金杆菌形成的伴胞晶体成的伴胞晶体是一种毒性很是一种毒性很强的蛋白晶体，强的蛋白晶体，能使棉铃虫等能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫鳞翅口害虫瘫痪致死。科学痪致死。科学家将编码这个家将编码这个蛋白质的基因蛋白质的基因导入作物，使导入作物，使作物自身具有作物自身具有抵御虫害的能抵御虫害的能力。力。第14页，此课件共25页哦 2）抗病）抗病转基因植物基因植物转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第15页，此课件共25页哦 3）其他抗逆）其他抗逆转基因植物基因植物转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄第16页，此课件共25页哦 4）利用）利用转基因改

8、良植物的品基因改良植物的品质不会引起过敏的转基不会引起过敏的转基因大豆因大豆转基因高赖氨酸玉米转基因高赖氨酸玉米第17页，此课件共25页哦 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许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工微生物生长迅速，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业化生产。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

9、的药物，不但入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。能解决产量问题，还能大大降低生产成本。第18页，此课件共25页哦 1、基因工程、基因工程药物物在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的品直接从生物的组织、细胞或血液中提胞或血液中提取。取。传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点 由于受原料来源的限制，由于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用利用基因工程基因工程方法制造

10、方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效率高效率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。第19页，此课件共25页哦 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，提取，100100KgKg胰腺只能提取胰腺只能提取4-54-5g g的胰的胰岛素，其产量之低和价格之高可想岛素，其产量之低和价格之高可想而知。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20002000L L培养液就能产培养液就能产生生100100g g胰岛素！使其价胰岛素！使其价格降低了格降低了30%-50%!30%-50%!第20页，此课件共25页哦 用用转基因的

11、植物生基因的植物生产药物物 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。第21页，此课件共25页哦 2、基因治、基因治疗：是指是把是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞细胞中，达到治疗疾病的目的。中，达到治疗疾病的目的。例：例：例：例

12、：19901990年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的临临床基因治床基因治床基因治床基因治疗疗，患者是一个小女孩，因，患者是一个小女孩，因，患者是一个小女孩，因，患者是一个小女孩，因为为她她她她编码编码的腺苷的腺苷的腺苷的腺苷酸脱氨酸脱氨酸脱氨酸脱氨酶酶（简简称称称称ADAADA）基因）基因）基因）基因发发生了突生了突生了突生了突变变。研究人。研究人。研究人。研究人员员首先克隆了人体正常的腺苷酸脱氨首先克隆了人体正常的腺苷酸脱氨首先克隆了人体正常的腺苷酸脱氨首先克隆了人体正常的腺苷酸脱氨

13、酶酶基因（基因（基因（基因（adaada），），），），然后将其然后将其然后将其然后将其转转入患者有缺陷的入患者有缺陷的入患者有缺陷的入患者有缺陷的T T淋巴淋巴淋巴淋巴细细胞中，胞中，胞中，胞中，经过经过培培培培养、养、养、养、转转化后的化后的化后的化后的T T淋巴淋巴淋巴淋巴细细胞可以胞可以胞可以胞可以产产生生生生ADAADA，最后将成，最后将成，最后将成，最后将成千上万的千上万的千上万的千上万的这这种种种种转转基因的基因的基因的基因的T T淋巴淋巴淋巴淋巴细细胞注射到患者骨髓胞注射到患者骨髓胞注射到患者骨髓胞注射到患者骨髓组组织织中。中。中。中。3 3年后，年后，年后，年后，这这个女孩体

14、内个女孩体内个女孩体内个女孩体内5050的的的的T T淋巴淋巴淋巴淋巴细细胞出胞出胞出胞出现现了新的了新的了新的了新的adaada，并能合成，并能合成，并能合成，并能合成ADAADA，患者的免疫功能得，患者的免疫功能得，患者的免疫功能得，患者的免疫功能得到修复，症状明到修复，症状明到修复，症状明到修复，症状明显缓显缓解，治解，治解，治解，治疗疗取得成功。取得成功。取得成功。取得成功。第22页，此课件共25页哦 3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？1 1）用基因工程产物）用基因工程产物“超级细菌超级细菌”分解石

15、油，分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的同时分解四种烃类的“超级细菌超级细菌”。2）用基因工程培养出）用基因工程培养出“吞噬吞噬”汞和降解土壤汞和降解土壤中中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。的细菌，以及能够净化镉污染的植物。3 3）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中）通过基因重组构建新的杀虫剂，

16、取代生产过程中）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。程回收和利用工业废物。程回收和利用工业废物。程回收和利用工业废物。第23页，此课件共25页哦 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。环境监测环境监测第24页，此课件共25页哦 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“超超级细菌菌”能吞食能吞食和分解多种和分解多种污染染环境的物境的物质。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等等毒害物质的细菌。毒害物质的细菌。第25页，此课件共25页哦