基因工程及其应用2.

西红柿马铃薯遗传物质DNA遗传物质DNA基因基因问题一：什么是基因工程?基因工程原理问题二：基因工程需要哪些专门的工具？问题三：基因工程的操作步骤？基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体二、基因工程的应用1、基因工程与作物育种培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：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。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，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。提高生产产量、降低生产成本。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生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎治疗心血管病（心脏病）胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产3、基因工程与环境保护⑴环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来利用基因工程培育的“指示生物”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亡，甚至还可以吸收和转化污染物。（2）环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。分解甲烷的基因分解烷烃的基因分解炔烃的基因分解烯烃的基因分解芳香烃的基因超级细菌12基因工程的操作工具1.基因的剪刀——限制性内切酶2.基因的针线——ＤＮＡ连接酶3.基因的运输工具——运载体基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达基因工程的原理基因重组基因工程在作物育种、药物研制方面的运用及转基因食品的安全性4、转基因生物转基因食品的安全性谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？三、转基因生物与转基因食品的安全性两种观点不安全：证据安全：证据安全观点：1、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；2、减少农药使用、减少环境污染；3、节省生产成本，降低粮食售价；4、增加食品营养、提高食品产量等。不安全观点：1、可能产生抗除草剂的超级杂草；2、可能使疾病的散播跨越物种障碍；3、可能损害农作物的生物多样性；4、认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性；5、可能产生新毒素和新过敏源。基因操作工具——基因“剪刀”1、什么是基因的“剪刀”？2、一种限制性内切酶可以切断任何DNA吗？一种限制性内切酶可以切断DNA的任何部位吗？特点：一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割，即特异性(专一性)限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。观看动画，思考：EcoRI限制性内切酶如何专一识别剪切位点?如何进行剪切？重播观看动画，思考：EcoRI限制性内切酶识别的专一位点是什么?如何进行剪切？CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因黏性末端磷酸二酯键练习使用EcoRI剪断下列基因，写出其断面。思考1：什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。思考2：同一把“剪刀”剪开的黏性末端有什么特点？工具1：基因的“剪刀”GCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAG基因操作工具——基因“针线”1、什么是基因的“针线”？2、观看动画思考：DNA连接酶的作用是什么？作用于哪个部位？CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGGGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA连接酶DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口（磷酸二酯键）连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。基因操作工具——基因的运载体1、什么是外源基因？3、常用的运载体有哪些？2、运载体的作用是什么？常用的运载体1）细菌细胞质的质粒2）噬菌体或某些动植物病毒人们想要插入的基因。将外源基因送入受体细胞；对外源基因进行大量复制。基因工程的一般步骤：1、提取目的基因；2、目的基因与运载体结合；3、将目的基因导入受体细胞；4、目的基因的检测与鉴定；基因工程第四步能否省略？为什么？目的基因如何鉴定和检测？不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。检测是否有相应的蛋白质产生。不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？质粒质粒存在于细菌、酵母菌的拟核和细胞核以外的细胞质中，呈环状DNA分子。质粒是基因工程最常用的运载体。绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。作为运载体必须具备哪些条件？1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存3.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接2.对宿主细胞无毒害作用4.具有标记基因，便于进行筛选DNA连接酶作用部位ATTAGCTCAGGCDNA片段1DNA片段2DNA连接酶DNA连接酶