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

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1、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(shí)具有高產(chǎn)、同時(shí)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(xì)菌上到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)出，這種基因的嗎？你能推測(cè)出，這種基因的“嫁接嫁接”是怎么實(shí)現(xiàn)是怎么實(shí)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

2、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(xì)胞出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)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(dá)表達(dá)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(shí)別識(shí)別特定核苷酸特定核苷酸序列序列，在，在特定的切點(diǎn)特定的切點(diǎn)切切DNADNA，具具特異性特異性。

3、并裂解。并裂解磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵，產(chǎn)生兩個(gè)產(chǎn)生兩個(gè)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(shí)別例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)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(gè)被同一種限制酶切斷的幾個(gè)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(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的為一個(gè)完整的DNADNA分子。分子。連接的部位：連接的部位： 生成磷酸二

4、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(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的端連接起來，使之成為一個(gè)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(yùn)輸工具、基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體 常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、常

5、用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等噬菌體和動(dòng)植物病毒等標(biāo)記基標(biāo)記基因，便因，便于進(jìn)行于進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)。 質(zhì)粒存在于許多質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物細(xì)菌和酵母菌等生物中中, ,是細(xì)胞染色體外是細(xì)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(yùn)載體必須具備哪些條件？作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1 1）能夠在宿主細(xì)胞中）能夠在宿主細(xì)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(gè)）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)限制酶切點(diǎn)，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(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行，便于進(jìn)行篩選篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有

6、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(xì)胞染色體（或擬核、細(xì)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(duì)宿主細(xì)胞無影響；、質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無影響；3 3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c(diǎn)？質(zhì)?？勺鳛橛泻翁攸c(diǎn)？從細(xì)胞中分從細(xì)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(yùn)載體結(jié)合運(yùn)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(xì)胞入受

7、體細(xì)胞目的基因的目的基因的表達(dá)與檢測(cè)表達(dá)與檢測(cè)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(duì)應(yīng)的運(yùn)載體重組，所需的兩種酶是要使目的基因與對(duì)應(yīng)的運(yùn)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(yùn)載體結(jié)合使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求檢測(cè)目的基因的表達(dá)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

8、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(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚魚( (中國(guó)中國(guó)) )乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得中國(guó)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(guó)生產(chǎn)的部分基因我國(guó)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

9、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(jià)格往產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)微生物生長(zhǎng)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(xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決生物細(xì)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(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)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(jià)的

10、胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)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(jià)格胰島素！使其價(jià)格降低了降低了30%-50%!30%-50%!干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥萬(wàn)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(xì)胞介人造血液、白細(xì)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(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類

11、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(guó)生產(chǎn)的部分基因我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗工程藥物和疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品我國(guó)生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品 轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)我國(guó)百姓的生活。轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)我國(guó)百姓的生活。 國(guó)內(nèi)尚沒有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn)國(guó)內(nèi)尚沒有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn) 近幾年我國(guó)大量從美國(guó)、阿根廷等國(guó)進(jìn)口大豆，近幾年我國(guó)大量從美國(guó)、阿根廷等國(guó)進(jìn)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(guó)有一半以上的大豆色拉油含有轉(zhuǎn)基因成分。我國(guó)有一半以上的大豆色拉油含

12、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(guó)內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？現(xiàn)在國(guó)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(chǎng)上常見的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？現(xiàn)在市場(chǎng)上常見的小西紅柿

13、算是轉(zhuǎn)基因食品么？ 小西紅柿其實(shí)并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通小西紅柿其實(shí)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(zhēng)論轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭(zhēng)論 支持派認(rèn)為：支持派認(rèn)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(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)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(guó)人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)上有美國(guó)人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)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

14、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(huì)得病，甚至?xí)鹚劳觥?huì)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(guó)，均有幾加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國(guó)，均有幾千萬(wàn)人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有千萬(wàn)人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有個(gè)案例說明它有問題個(gè)案例說明它有問題 。反對(duì)派的觀點(diǎn)反對(duì)派的觀點(diǎn) 一英國(guó)科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫一英國(guó)科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；系統(tǒng)功能； 美國(guó)康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)危害蝴蝶幼美國(guó)康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)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(tuán)體認(rèn)為這種違反自然

15、的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長(zhǎng)期安全測(cè)試，長(zhǎng)期食用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)未經(jīng)長(zhǎng)期安全測(cè)試，長(zhǎng)期食用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。境造成負(fù)面影響。 尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國(guó)家，對(duì)轉(zhuǎn)基因尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國(guó)家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國(guó)作物更加排斥，因而抵制美國(guó)GMOGMO產(chǎn)品的進(jìn)口。產(chǎn)品的進(jìn)口。“轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽轉(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽?”?” 若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實(shí)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(shí)質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標(biāo)簽；，則不需再加特殊的標(biāo)簽； 若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對(duì)一部分人群有過敏性反應(yīng)若

16、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對(duì)一部分人群有過敏性反應(yīng)的蛋白，則需加標(biāo)簽，以使購(gòu)買者作出選擇。的蛋白，則需加標(biāo)簽，以使購(gòu)買者作出選擇。 2001 2001年年6 6月月6 6日，國(guó)務(wù)院公布的日，國(guó)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?xiàng)l例物安全管理?xiàng)l例規(guī)定，不得銷售未標(biāo)識(shí)的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)規(guī)定，不得銷售未標(biāo)識(shí)的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標(biāo)識(shí)應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的基因生物，其標(biāo)識(shí)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(rèn)識(shí)什么叫基因工程你認(rèn)識(shí)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