第2节 基因工程及其应用 本节聚焦: 1、什么是基因工程? 2、基因工程的原理是什么? 3、基因工程有哪些应用? 4、转基因食品安全吗?
普通热带斑马鱼是不发荧光的 能发荧光的热带斑马鱼
同时具有高产、稳产和抗逆性等优良品质的农作物新品种. 抗虫害的玉米 同时具有高产、稳产和抗逆性等优良品质的农作物新品种. 转鱼抗寒基因的番茄 转基因鲑鱼
思考: 1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上? 2、推测这种“嫁接”怎样能实现? 3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?
问题探讨 “嫁接”了人胰岛素基因的工程菌 你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗?你能推测出,这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗?你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗?
一、基因工程的概念: 原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 基因重组 生物体外 基因/DNA 分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的基因产物
二、基因操作的工具 1、 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶 识别特定核苷酸序列,在特定的切点切DNA,具特异性。 并裂解磷酸二酯键, 产生两个黏性末端。
例:大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别 GAATTC序列,并在G和A之间切开。 黏性末端
2、基因的“针线” ——DNA连接酶 连接酶的作用: 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DNA分子。 连接的部位: 生成磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程:
3、基因的运载体——质粒或病毒 作用: 将外源基因送入受体细胞。 条件: 能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因。 种类: 质粒、噬菌体和动植物病毒。
提取目的基因 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的表达与检测 基因工程操作的基本步骤 从细胞中分离出DNA 限制 酶 提取目的基因 限制酶 从大肠杆菌中提取质粒 DNA连 接酶 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的表达与检测
二、基因工程的应用: 1、基因工程与作物育种 2、基因工程与药物研制: 三、转基因生物和转基因食品的安全性:
转基因烟草 转基因马铃薯
抗虫原理?抗虫结果? 抗虫棉 抗CMV甜椒
全身散发绿色荧光的转基因鱼 乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊 首只转基因猴降生 美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶 超凡嗅觉能力的转基因鼠
1987年开始上市的干扰素 生产胰岛素历史? 临床常见的生长激素,干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产
安全吗? 餐桌上的基因 转基因食品你敢吃吗? 转基因食品ABC 转基因食品看起来分外诱人
作业: 几种常见育种方法的比较 育种 方法 杂交 单倍体 多倍体 诱变 基因工 程育种 基本 原理 优点 缺点 实例 基因重组 染色体变异 基因突变 基因重组 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 物理或化学方法处理动植物 、微生物 将一种生物特定基因转移到另一种生物体内 杂交→自交→选优 提高变异频率,大幅度改良某些性状,加速育种进程 染色体变异定向地改造生物的遗传性状 不同个体的优良性状可集中到同一个个体上 明显缩短育种年限,后代一般都为纯种 植物茎杆粗壮,果实、种子大,营养高 有利变异少,需要处理大量实验材料,具有不确定性 可能引起生态危机,技术难度大 育种时间长,需及时发现优良性状 技术复杂,成本高 发育延迟,结实率低 青霉菌高产菌株的培育 黑农五号大豆 转基因抗虫棉 杂交水稻 中国荷斯坦牛 普通小麦花药离体培养 无籽西瓜