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基因工程及应用 第2节 基因工程及其应用 (1)
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普通热带斑马鱼是不发荧光的 能发荧光的热带斑马鱼
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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. 转基因鲑鱼
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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?
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一 基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
一 基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 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 实质 基因重组
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供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状
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二、基因操作的工具 1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶(限制酶)
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。 专一性 如:EcoRI限制酶
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重播
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黏性末端 黏性末端 思考: 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端?
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练一练: 尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA AATTCCGTAG
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2、基因的针线──DNA连接酶 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DNA分子。
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基因的针线:DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G
用同种限制酶切割 G C T T A A A A T T C 基因的针线:DNA连接酶
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常用的运载体: 质粒、噬菌体和动植物病毒等
3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体: 质粒、噬菌体和动植物病毒等 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. 标记基因,便于进行检测。
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A. ③②④① B. ②④①③ C. ④①②③ D. ③④①②
积极思维: ⒈要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是( ) ①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 2.基因工程的正确操作步骤是( ) ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A. ③②④① B. ②④①③ C. ④①②③ D. ③④①②
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水母
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三、 基因工程的应用 1、基因工程与作物育种
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苏云金杆菌
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转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 不会引起过敏的转基因大豆 转基因耐贮藏番茄(左)和普通番茄(右)
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乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
生长快、肉质好的转基因鱼(中国)
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中国农业大学获得的转基因克隆奶牛 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
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2、基因工程与药物研制 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。 我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。 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。
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胰岛素从猪、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!使其价格降低了30%-50%!
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人造血液及其生产 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
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我国生产的部分胰岛素产品 我国生产的部分基因工程药物和疫苗 乙肝疫苗
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3、 基因工程与环境保护 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。
3、 基因工程与环境保护 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。 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“超级细菌”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DDT等毒害物质。
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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。
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转基因生物和转基因食品的安全性
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转基因食品已经走进我国百姓的生活。 国内尚没有转基因作物的大规模生产 近几年我国大量从美国、阿根廷等国进口大豆,其中大部分是转基因大豆。 我国有一半以上的大豆色拉油含有转基因成分。
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现在国内都有哪些转基因食品? 第一批列入目录的农业转基因生物是: 大豆:大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕
玉米:玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉 油菜:油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕 棉花种子 番茄:番茄种子、鲜番茄、番茄酱
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现在市场上常见的小西红柿算是转基因食品么?
小西红柿其实并不属于转基因食品,它是通过常规育种方法培育的。
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转基因植物的安全性争论 支持派认为:如果转基因农业生物技术得不到社会支持,这一研究将被扼杀,并且强调,迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。
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美国人食用转基因食品已多年,超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的,还没有事例证明人吃了以后会得病,甚至会引起死亡。 加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国,均有几千万人在吃,到现在为止也没有—个案例说明它有问题 。
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反对派的观点 一英国科学家声称,转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能; 美国康乃尔大学也发现,转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
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环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品,未经长期安全测试,长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家,对转基因作物更加排斥,因而抵制美国GMO产品的进口。
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“转基因食品,要不要贴标签?” 若转基因产品与目前市售的产品具有实质等同性,则不需再加特殊的标签;
若转基因产品中含有对一部分人群有过敏性反应的蛋白,则需加标签,以使购买者作出选择。
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我国 2001年6月6日,国务院公布的《农业转基因生物安全管理条例》规定,不得销售未标识的农业转基因生物,其标识应注明产品中含有转基因成分的主要原料名称;有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售。
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1、通过本节课的学习,你认识什么叫基因工程了吗?
课堂小结: 1、通过本节课的学习,你认识什么叫基因工程了吗? 2、基因工程的原理你了解了么? 基因重组
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细菌和人是差异非常大的两种生物,为什么通过基因重组后,细菌能够合成人体的某些蛋白质呢?
这可不是普通的细菌,它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌,能大量合成人胰岛素。 思维拓展: ? 细菌和人是差异非常大的两种生物,为什么通过基因重组后,细菌能够合成人体的某些蛋白质呢?
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