基因工程及其應用課件上課

小結：四種育種方法的比較育種方法原理技術方法優(yōu)點缺點應用雜交育種誘變育種單倍體育種基因重組基因突變染色體變異雜交→自交→選優(yōu)→自交物理、化學因素誘變

先花藥的離體培養(yǎng)，然后再秋水仙素處理

能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀提高突變率，在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型明顯縮短育種年限育種周期長，局限于親緣關系較近的個體難以控制突變的方向；有利變異少，需大量處理實驗材料。技術復雜，須與雜交育種配合培育矮稈抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥高產青霉菌株、太空椒、“黑農五號”大豆的培育多倍體育種染色體變異用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗莖稈粗壯，器官大，提高營養(yǎng)物質和產量發(fā)育延遲，結實率低三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥、1、下圖是用某種作物的兩個品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbHGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應用的遺傳學原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步驟分別是、和

。其應用的遺傳學原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是

。其遺傳學原理是

。(4)由②培育⑦所用的育種方法是。

H雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異秋水仙素處理幼苗染色體變異⑦Aabb誘變育種“嫁接”了人胰島素基因的大腸桿菌以往臨床上給病人注射用的胰島素主要是從豬、牛等家畜中提取，每100kg胰腺只能提取4-5g胰島素。1978年，科學家將人體內能夠產生胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌內獲得表達。這樣，用2000L大腸桿菌培養(yǎng)液就可以提取100g胰島素。？問題探討

1、細菌和人是差異非常大的兩種生物,通過基因重組后,細菌能夠合成人體的胰島素，這說明了什么？這可不是普通的細菌，它是嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。人和細菌共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼2、你能推測出，這種基因的“嫁接”是怎么實現(xiàn)的嗎？基因工程基因工程及其應用第2節(jié)

基因工程的誕生，使人們能按照所設計的藍圖，進行跨越種間鴻溝的基因轉移，從而定向地改變生物的遺傳特性，創(chuàng)造出新的生物類型基因工程：即

。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，

地改造生物的

。2、原理：1、操作水平：基因重組DNA分子水平基因拼接技術或DNA重組技術定向遺傳性狀3、基因工程育種與雜交育種、誘變育種相比，主要優(yōu)點是什么？目的性強、育種周期短、克服遠源雜交不親和的障礙一、基因工程“嫁接”了人胰島素基因的大腸桿菌培育“合成人胰島素”大腸桿菌的簡要過程：要實現(xiàn)上述操作要經哪些工具和操作步驟？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細胞提取胰島素基因與運載體結合導入大腸桿菌(含胰島素基因)轉基因大腸桿菌分泌胰島素實例展示（二）基因操作的工具基因的“剪刀”限制性核酸內切酶基因的“針線”DNA連接酶基因的運輸工具運載體1、基因工程的限制性核酸內切酶(限制酶)主要存在于微生物一種限切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點切割DNA分子已發(fā)現(xiàn)的有200多種種類:來源:特點:作用于：磷酸二酯鍵名稱：專一性特異性磷酸二酯鍵ATGGCATCTTCGAA氫鍵CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGEcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端要想從DNA上切下某個基因，應切幾個切口？產生幾個末端？

被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端一般不同，但也可能相同。不同的限制酶呢？具有2、基因工程的DNA連接酶作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子針線：使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA連接酶的作用位點是：相鄰的兩個脫氧核苷酸的切口。即生成：__________。磷酸二酯鍵3、基因的運載體（2）條件①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存②具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接③具有標記基因，便于進行篩選（1）常用運載體：質粒、噬菌體和動、植物病毒等

標記基因，便于篩選。質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子。

質粒習慣上用來專指細菌、酵母菌和放線菌等生物中染色體以外的DNA分子從細胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因與運載體結合DNA連接酶目的基因導入受體細胞目的基因的表達與檢測三、基因工程操作的基本步驟課堂小結一、基因工程的概念：....定向改變遺傳性狀二、基因工程的操作工具：

限制酶，DNA連接酶，運載體三、基因工程的操作程序：

提取目的基因，

目的基因與運載體結合，

將目的基因導入受體細胞，

目的基因的表達與檢測補充：限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、RNA聚合酶的區(qū)別（作用，作用于什么鍵）3.下列四條DNA分子，彼此間具有黏性末端的一組是

A．①②B．②③C．③④D．②④答案：D練習導學案P76：例題3放假作業(yè):1、金牌學案：70-76頁全部2、課后練習3、課時訓練：15-16頁祝假期愉快！1993年，中國農業(yè)科學院的科學家成功培育出了抗棉鈴蟲的轉基因抗蟲棉。他們從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，導入棉花體細胞中，使棉花具有抵抗蟲害的能力。問：(1)在上述基因工程中目的基因是_________,切割目的基因所用的工具是______________.(2)不同生物間基因移植成功說明生物共用一套_____,從進化的角度看，這些生物具有_________.(3)在DNA分子中“拼接”上某個基因或“切割”掉某個基因，并不影響各基因的功能，這說明基因具有______________。(4)導入的目的基因成功表達的標志是什么？_______________________________________.抗蟲基因限制酶遺傳密碼共同的原始祖先相對的獨立性棉花體細胞合成了相應的蛋白質，使棉花具有抵抗蟲害的能力思考題你知道什么是真正的碩果累累嗎?二、基因工程的應用：1、基因工程與作物育種2、基因工程與藥物研制：3、環(huán)境污染治理抗蟲棉抗CMV甜椒抗蟲原理？抗蟲結果？1、基因工程與作物育種生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄2、基因工程與藥物研制我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物

許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，其價格往往十分昂貴。

微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。

胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。

將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!

基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。

通常一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種烴類．用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。

科學家還培育出能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質的細菌。3、環(huán)境污染治理

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。

轉基因食品

安全嗎?!三、轉基因生物和轉基因食品的安全性：轉基因植物的安全性爭論支持派認為：如果轉基因農業(yè)生物技術得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據。美國人食用轉基因食品已多年，超級市場上有4000多種商品是含有轉基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至會引起死亡。

加拿大、澳大利亞也是轉基因食品的生產大國，均有幾千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有—個案例說明它有問題。反對派的觀點一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國康乃爾大學也發(fā)現(xiàn)，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態(tài)環(huán)境。環(huán)保團體認為這種違反自然的轉基因作物及產品，未經長期安全測試，長期食用可能對人類及生態(tài)環(huán)境造成負面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護的歐盟國家，對轉基因作物更加排斥，因而抵制美國