人教版高中生物選修3專題1第3節(jié)基因工程的應(yīng)用 課件

第第3節(jié)節(jié)基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用 能發(fā)能發(fā)熒光熒光的熱的熱帶斑帶斑馬魚馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的的轉(zhuǎn)基因鮭魚轉(zhuǎn)基因鮭魚同時具有高產(chǎn)、同時具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性等優(yōu)良品質(zhì)的等優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物新品種農(nóng)作物新品種. .抗蟲害的玉米抗蟲害的玉米 你知道為什么能把人的基因你知道為什么能把人的基因“嫁接嫁接”到細菌上到細菌上嗎？你能推測出，這種基因的嗎？你能推測出，這種基因的“嫁接嫁接”是怎么實現(xiàn)是怎么實現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類似的、與你的生活關(guān)系很密的嗎？你能舉出一些類似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？切的例子嗎？“嫁接嫁接”了人胰島素基因了人胰島素基因的工程菌的工程菌一、基因工程的概念：一、基因工程的概念：又叫做又叫做或或。通俗的說，。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出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，里，地改造生物的地改造生物的?；蛑亟M基因重組生物體外生物體外基因基因/DNA/DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入表達表達人類需要的基因產(chǎn)物人類需要的基因產(chǎn)物1 1、 基因的基因的“剪刀剪刀” 專一性：專一性： 識別識別特定核苷酸特定核苷酸序列序列，在，在特定的切點特定的切點切切DNADNA，具具特異性特異性。并裂解。并裂解磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵，產(chǎn)生兩個產(chǎn)生兩個黏性末端黏性末端。 二、基因操作的工具二、基因操作的工具例：大腸桿菌的一種限制酶能識別例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間切開。之間切開。被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？思考思考:2 2、基因的、基因的“針線針線” ” 連接酶的作用：連接酶的作用： 將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成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為一個完整的DNADNA分子。分子。連接的部位：連接的部位： 生成磷酸二酯鍵生成磷酸二酯鍵DNADNA連接酶的作用過程：連接酶的作用過程：連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末連接酶的作用是：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端連接起來，使之成為一個完整的DNADNA分子。分子?；虻尼樉€：基因的針線：DNA連接酶連接酶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用同種限制酶切割用同種限制酶切割3 3、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體 常用的運載體：質(zhì)粒、常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等噬菌體和動植物病毒等標記基標記基因，便因，便于進行于進行檢測。檢測。 質(zhì)粒存在于許多質(zhì)粒存在于許多細菌和酵母菌等生物細菌和酵母菌等生物中中, ,是細胞染色體外是細胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀的環(huán)狀DNADNA分子分子. .作為運載體必須具備哪些條件？作為運載體必須具備哪些條件？1 1）能夠在宿主細胞中）能夠在宿主細胞中復(fù)制復(fù)制并穩(wěn)定地并穩(wěn)定地保存保存。2 2）具多個）具多個限制酶切點限制酶切點，以便，以便與外源基因連接與外源基因連接。3 3）具有某些）具有某些標記基因標記基因，便于進行，便于進行篩選篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。1 1、細胞染色體（或擬核、細胞染色體（或擬核DNADNA分子）外能自主復(fù)制的分子）外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNADNA分子；分子；2 2、質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響；、質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響；3 3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細胞內(nèi)完成。、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細胞內(nèi)完成。質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c？質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c？從細胞中分從細胞中分離出離出DNA從大腸桿菌從大腸桿菌中提取質(zhì)粒中提取質(zhì)粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因與目的基因與運載體結(jié)合運載體結(jié)合DNA連連 接酶接酶目的基因?qū)康幕驅(qū)胧荏w細胞入受體細胞目的基因的目的基因的表達與檢測表達與檢測三、基因工程操作的基本步驟三、基因工程操作的基本步驟要使目的基因與對應(yīng)的運載體重組，所需的兩種酶是要使目的基因與對應(yīng)的運載體重組，所需的兩種酶是( )( )限制酶連接酶解旋酶還原酶限制酶連接酶解旋酶還原酶 2.2.基因工程的正確操作步驟是（）基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運載體結(jié)合使目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胧荏w細胞檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求提取目的基因提取目的基因 1 1、基因工程與作物育種、基因工程與作物育種蘇云金桿菌蘇云金桿菌轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚魚( (中國中國) )乳汁中含有人生長激素的乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導(dǎo)入人基因具特殊導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠用途的豬和小鼠2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從是從生物組織生物組織中提取中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。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)微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)⑸锖铣上鄳?yīng)藥物成分的基因?qū)胛?dǎo)入微生物細胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決生物細胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動物的胰胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島素基將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每因?qū)氪竽c桿菌，每2000L2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g100g胰島素！使其價格胰島素！使其價格降低了降低了30%-50%!30%-50%!干擾素治療病毒感染簡直是干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥萬能靈藥”！過去從人血中提取，！過去從人血中提取，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！其！其“珍貴珍貴”程程度自不用多說。度自不用多說。人造血液、白細胞介人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。大的作用。人造血液及其生產(chǎn)人造血液及其生產(chǎn)乙肝疫苗乙肝疫苗我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗工程藥物和疫苗我國生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品我國生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品 轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進我國百姓的生活。轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進我國百姓的生活。 國內(nèi)尚沒有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn)國內(nèi)尚沒有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn) 近幾年我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，近幾年我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，其中大部分是轉(zhuǎn)基因大豆。其中大部分是轉(zhuǎn)基因大豆。 我國有一半以上的大豆色拉油含有轉(zhuǎn)基因成分。我國有一半以上的大豆色拉油含有轉(zhuǎn)基因成分。3 3、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性現(xiàn)在國內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？現(xiàn)在國內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？第一批列入目錄的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物是：第一批列入目錄的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物是： 大豆：大豆種子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕大豆：大豆種子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕 玉米：玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉玉米：玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉 油菜：油菜種子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕油菜：油菜種子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕 棉花種子棉花種子 番茄：番茄種子、鮮番茄、番茄醬番茄：番茄種子、鮮番茄、番茄醬現(xiàn)在市場上常見的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？現(xiàn)在市場上常見的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？ 小西紅柿其實并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通小西紅柿其實并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通過常規(guī)育種方法培育的。過常規(guī)育種方法培育的。轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論 支持派認為：支持派認為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調(diào)，迄今為社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調(diào)，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。切證據(jù)。 美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級市場上有美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級市場上有40004000多種多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至?xí)鹚劳?。會得病，甚至?xí)鹚劳觥?加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國，均有幾加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國，均有幾千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有個案例說明它有問題個案例說明它有問題 。反對派的觀點反對派的觀點 一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；系統(tǒng)功能； 美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會危害蝴蝶幼美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。 環(huán)保團體認為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，環(huán)保團體認為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長期安全測試，長期食用可能對人類及生態(tài)環(huán)未經(jīng)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。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(zhuǎn)基因尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護的歐盟國家，對轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國作物更加排斥，因而抵制美國GMOGMO產(chǎn)品的進口。產(chǎn)品的進口?！稗D(zhuǎn)基因食品，要不要貼標簽轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標簽?”?” 若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標簽；，則不需再加特殊的標簽； 若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對一部分人群有過敏性反應(yīng)若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對一部分人群有過敏性反應(yīng)的蛋白，則需加標簽，以使購買者作出選擇。的蛋白，則需加標簽，以使購買者作出選擇。 2001 2001年年6 6月月6 6日，國務(wù)院公布的日，國務(wù)院公布的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例物安全管理條例規(guī)定，不得銷售未標識的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)規(guī)定，不得銷售未標識的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標識應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的基因生物，其標識應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的主要原料名稱；有特殊銷售范圍的還應(yīng)注明并在指主要原料名稱；有特殊銷售范圍的還應(yīng)注明并在指定范圍內(nèi)銷售。定范圍內(nèi)銷售。 1 1、通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)、通過本節(jié)課的學(xué)習(xí), ,你認識什么叫基因工程你認識什么叫基因工程了嗎了嗎? ? 2 2、基因工程的原理你了解了么、基因工程的原理你了解了么? ?基因重組基因重組