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1、转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转基因鲑转基因鲑鱼鱼同时具有高同时具有高产、稳产和产、稳产和抗逆性等优抗逆性等优良品质的农良品质的农作物新品种作物新品种.抗虫害的玉米抗虫害的玉米1PPT课件第二节第二节基因工程及其应用基因工程及其应用 第六章从杂交育种到基因工程2PPT课件教学目标 知识技能目标简述基因工程的基本原理举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用情感态度价值观目标关注转基因生物和转基因食品的安全性简教学重点难点 述基因工程的基本原理教学方法手段类比猜想创设情境例证法3PPT课件4本章，我们主要讨论本章，我们主要讨论4 4个问题：个问题：1.什么是基因工程什么是基因工程基因工程的概
2、念。基因工程的概念。2.为什么能进行基因工程为什么能进行基因工程基因工程的原理和技术。基因工程的原理和技术。3.怎样进行基因工程怎样进行基因工程4大步骤大步骤4.基基因因工工程程的的应应用用和和前前景景生生产产基基因因工工程程产产品品、开开展展基基因治疗等。因治疗等。5、蛋白质工程、蛋白质工程4PPT课件1、概概念念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原原 理理：表达水平表达水平：过程：过程：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平1 1、定向改造某些性状、定向
3、改造某些性状2 2、克服远缘杂交、克服远缘杂交意义：意义：5PPT课件培育转基因大肠杆菌的简要过程：培育转基因大肠杆菌的简要过程：你认为上述培育转你认为上述培育转你认为上述培育转你认为上述培育转基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？键步骤有哪些？键步骤有哪些？键步骤有哪些？普通大肠杆菌普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素不能分泌胰岛素)人体组织细胞人体组织细胞提取提取提取提取胰岛素基因胰岛素基因与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNA拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入大肠杆菌大肠杆菌(含含胰岛素基因胰岛素基因)转基因大肠杆菌转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素能分泌胰
4、岛素)6PPT课件培育转基因大肠杆菌的关键步骤：培育转基因大肠杆菌的关键步骤：1.ONE1.ONE胰岛素基胰岛素基因从人体因从人体细胞内提细胞内提取出来取出来2.TWO2.TWO胰岛素基胰岛素基因与运载因与运载体体DNADNA连连接接3.THREE3.THREE胰岛素基因胰岛素基因导入受体导入受体(大肠杆菌大肠杆菌)细胞细胞基因的基因的“剪刀剪刀”基因的基因的“针线针线”基因的运载体基因的运载体7PPT课件如如:EcoRI1、该限制酶只能识别、该限制酶只能识别GAATTC的序列，的序列，说明了限制酶具有的特性是说明了限制酶具有的特性是 。2、EcoRI限制酶识别了限制酶识别了GAATTC的序列
5、后，的序列后，将会发生什么样的变化？将会发生什么样的变化？积极思考专一性专一性1.基因的基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶 基因操作(gene engineering)的工具8PPT课件CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 练习使用练习使用EcoRI 剪切目的基因剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端9PPT课件（2006.2006.台州质检）下列是由限制酶切割形台州质检）下列是由限制酶切
6、割形成的成的DNADNA片段，能用相应片段，能用相应DNADNA连接酶将它们连接酶将它们恢复连接的组合是恢复连接的组合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA.A.；B.B.；C.C.；D.D.以上都不对以上都不对A10PPT课件2.分子针线分子针线DNA连接酶连接酶(DNA linking-enzyme)积极思考DNA连接酶连接的是两个脱氧连接酶连接的是两个脱氧核苷酸核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？分子的什么部位？基因操作(gene engineering)的工具11PPT课件使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子甲片段甲
7、片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组重组DNA分子分子Recombinant DNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG 12PPT课件b ba a1.(1.(双选双选)如图如图,下列有关酶功能的下列有关酶功能的叙述中叙述中,正确的是正确的是A.A.切断切断a a处的酶为限制酶处的酶为限制酶B.B.连接连接a a处的酶为处的酶为RNARNA聚合酶聚合酶C.C.切断切断b b处的酶为解旋酶处的酶为解旋酶D.D.连接连接b b处的酶为处的酶为DNADNA连接酶连接酶13PPT课件DNADNA连
8、接酶的作用是：连接酶的作用是：A.A.子链和母链之间形成氢键子链和母链之间形成氢键B.B.黏性末端之间形成氢键黏性末端之间形成氢键C.C.两个两个DNADNA末端间的缝隙连接末端间的缝隙连接D.AD.A、B B、C C都对都对 C14PPT课件3 3、基因的运载体基因的运载体作用作用：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。条件条件：能在宿主细胞内复制能在宿主细胞内复制 并稳定地保存并稳定地保存。具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点以便以便与外源基因相连与外源基因相连。具有某些标记基因，具有某些标记基因，便于进行筛选便于进行筛选种类：种类：质粒质粒、噬菌体和动植物病毒。、噬菌体和动植物
9、病毒。15PPT课件3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。质粒存在于质粒存在于许多细菌和酵母许多细菌和酵母菌等生物中菌等生物中,是细是细胞染色体外能够胞染色体外能够自主复制的很小自主复制的很小的环状的环状DNADNA分子。分子。16PPT课件三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤17PPT课件从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与运目的基因与运载体结合载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导入目的基因导入受体细胞受体细胞目的基因的表目的
10、基因的表达与检测达与检测基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤18PPT课件基因工程(gene engineering)的“四步曲”提取提取目的基因目的基因1目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合2将目的基因将目的基因导入导入受体细胞受体细胞3目的基因的目的基因的检测检测和和表达表达419PPT课件步步骤骤一一：目目的的基基因因的的获获取取1 1、什么是目的基因？、什么是目的基因？请举出三个以上的例子请举出三个以上的例子2 2、获取目的基因的常用、获取目的基因的常用方法方法有哪些有哪些?（1 1）直接）直接从供体细胞中分离基因（鸟枪法）从供体细胞中分离基因（鸟枪法）（2 2）人工合成人
11、工合成基因（基因（反转录法、反转录法、反转录法、反转录法、直接合成法直接合成法）目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、（抗病毒、（抗病毒、（抗病毒、抗细菌抗细菌抗细菌抗细菌)、人胰岛素基因等人胰岛素基因等。20PPT课件用限制用限制酶切断成酶切断成许多片段许多片段直接分离基因直接分离基因鸟枪法鸟枪法将供体细胞中的将供体细胞中的DNADNA用限制用限制酶切割为许多片段，再用运载体酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到不同的受体将这些片段都运载到不同的受体细胞中去，让这些细胞中去，让这些DN
12、ADNA片段在受片段在受体细胞中扩增。从中找出含有目体细胞中扩增。从中找出含有目的基因细胞，并将含有目的基因的基因细胞，并将含有目的基因的的DNA片段片段分离出来。分离出来。该法最大的缺点是带有很大该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大。一般不适的盲目性，工作量大。一般不适用于真核细胞的基因。用于真核细胞的基因。21PPT课件人工合成基因法人工合成基因法DNADNA合成仪合成仪直接合成法：根直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使推算出信使RNARNA核苷酸核苷酸顺序，再据此推算出基顺序，再据此推算出基因因DNADNA的脱氧核苷酸顺的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸
13、序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。直接合成相应的基因。反转录法：以信使反转录法：以信使RNARNA为模板，在逆转录酶为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(DNA(基因基因)。22PPT课件a a、DNADNA变性变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_b b、退火、退火（复性复性55-6055-60）：系统温度降低，引）：系统温度降低，引 物与物与DNADNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_。c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，
14、从酶的作用下，从 引物的引物的55端端33端端延伸，合成与模板互补延伸，合成与模板互补 的的_。氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA链链PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因23PPT课件反转录法：反转录法：以目的基因转录成以目的基因转录成的信使的信使RNARNA为模板，反为模板，反转录成互补的单链转录成互补的单链DNADNA，然后在酶的作用下合，然后在酶的作用下合成双链成双链DNADNA，从而获得，从而获得所需的基因。所需的基因。目的基因的目的基因的mRNAmRNA杂交双链杂交双链(单链单链RNA/RNA/单链单链DNA)DNA)单链单链DNADNA反转录酶反转录酶DNAD
15、NA聚合酶聚合酶双链双链DNADNA(目的基因目的基因)24PPT课件用与提取目的基因相同用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组下连接形成重组DNADNA分子。分子。步骤二：目的基因与运载体结合步骤二：目的基因与运载体结合三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤 目的基因与运载体结目的基因与运载体结合的结果可能有三种情合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基
16、况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合，目的基因与质粒结合。所以需要筛选。合。所以需要筛选。作用：将外源基因送入作用：将外源基因送入受体细胞受体细胞(基因表达载体的构建）基因表达载体的构建）25PPT课件常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：步骤三：目的基因导入受体细胞步骤三：目的基因导入受体细胞 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。菌和动植物细胞等。菌和动植物细胞等。菌和动植物细胞等。主要借
17、鉴细菌或病毒侵然细胞的途径主要借鉴细菌或病毒侵然细胞的途径导入方式：导入方式：三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤26PPT课件方法方法将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入动物动物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物微生物细胞细胞农杆菌介导法农杆菌介导法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法感受态细胞感受态细胞吸收吸收DNADNA分子分子(氯化钙法氯化钙法)（三）将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入受体细胞27PPT课件花粉管通道法花粉管通道法花粉管通道法：在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受
18、精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。主要原理是授粉后使外源DNA能沿着花粉管通道形成的途径渗透，经过珠心进入胚囊，最终转化尚不具备正常细胞壁的合子或早期胚胎细胞。这一技术原理可以应用于任何开花植物28PPT课件 目的基因插入目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA上上 农杆菌农杆菌 导入植物细胞导入植物细胞 整合到受体细胞的染色体上整合到受体细胞的染色体上 目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达1.农杆菌：农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它
19、能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。农农杆杆菌菌介介导导法法2.转化：转化：29PPT课件 只有很少部分的细胞符合这样的要求，大多数会因为力道不对而失败，但这少部分细胞已足够完成基因转移操作的需要。利用氦气、金粉的原因主要是:四密度大，穿孔容易;口活性小，不易毒害细胞。它具有应用面广，方法简单，转化时间短，转化频率高，实验费用较低等优点。对于农杆菌不能感染的植物，采用该方法可打破载体法的局限。30PPT课
20、件显微注射法显微注射法显微注射法（microinjection）是利用管尖极细（0.1至0.5m）的玻璃微量注射针，将外源基因片段直接注射到原核期胚或培养的细胞中，然后藉由宿主基因组序列可能发生的重组、缺失、复制或易位等现象而使外源基因嵌入宿主的染色体内。这种显微注射术的程序，需有相当精密的显微操作设备，制造长管尖时，需用微量吸管拉长器（，注射时需有固定管尖位置的微量操作器。这种技术的长处为任何DNA在原则上均可传入任何种类的细胞内。此法已成功运用于包括小鼠、鱼、大鼠、兔子及许多大型家畜，如牛、羊、猪等基因转殖动物。31PPT课件2.微生物作受体细胞原因：微生物作受体细胞原因：将目的基因导入微
21、生物细胞将目的基因导入微生物细胞3.转化方法：转化方法：大肠杆菌大肠杆菌繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少处理细胞细胞表达载体与感受态细胞混合_细胞吸收DNA分子。Ca2+感受态感受态感受态感受态1.常用菌：常用菌：（以（以（以（以增大增大增大增大细菌细菌细菌细菌细细细细胞壁的通透性）胞壁的通透性）胞壁的通透性）胞壁的通透性）氯化钙法：氯化钙法：32PPT课件大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。检测出来。将每个受
22、体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤步骤四：目的基因的检测和表达步骤四：目的基因的检测和表达检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。表达：通过特定性状的
23、产生与否来确定目的基因是否表达。33PPT课件检测检测:是否插入目的基因是否插入目的基因是否转录是否转录是否翻译是否翻译鉴定鉴定:分子水平鉴定分子水平鉴定个体生物学水平鉴定个体生物学水平鉴定(四四)目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检查是否成功检查是否成功34PPT课件GACATAGCTACAGACATAGCTACA非目的基因片段非目的基因片段 CTGTATCGATGTCTGTATCGATGTGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针35PPT课件GTACAGCGTAGTACAGCGTAGACATAGCTACAGACATAGCTACA非目的基因片段非目的基因片段 CTGTA
24、TCGATGTCTGTATCGATGT基因探针基因探针36PPT课件GTACAGCGTAGTACAGCGTATACGTCATGTCGCATGCTAGTACGTCATGTCGCATGCTAG目的基因片段目的基因片段 ATGCAGTACAGCGTACGATCATGCAGTACAGCGTACGATC基因探针基因探针37PPT课件TACGTCATGTCGCATGCTAGTACGTCATGTCGCATGCTAG目的基因片段目的基因片段 ATGCAGTACAGCGTACGATCATGCAGTACAGCGTACGATCGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针38PPT课件类类型型步骤步骤 检
25、测内容检测内容方法方法结果显示结果显示分分子子检检测测第一第一步步目的基因是否进目的基因是否进入受体细胞入受体细胞DNADNA分子杂交分子杂交（DNADNA和和DNADNA之间）之间）是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第二第二步步目的基因是否转目的基因是否转录出录出mRNAmRNA分子杂交技术分子杂交技术（DNADNA和和mRNAmRNA之间）之间）是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第三第三步步目的基因是否翻目的基因是否翻译出蛋白质译出蛋白质抗原抗原抗体杂交抗体杂交是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带个个体体水水平平鉴鉴定定 包括抗虫、抗病的包括抗虫、抗病的接种实验接种实验，以
26、确定是否有抗，以确定是否有抗性以及抗性的程度；性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否相同等。功能是否相同等。v目的基因的表达和检测39PPT课件归纳:基因工程的基本操作程序1.获取目的基因获取目的基因u从基因文库从基因文库u利用利用PCRPCRu化学方法人工合成化学方法人工合成2.构建基因表达载体构建基因表达载体u目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞u转转化化法法（微微生生物物）、农农杆杆菌菌转转化化法法（植植物物）、显显微微注注射法（动物）射法（
27、动物）4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定u检测：是否插入、转录、翻译检测：是否插入、转录、翻译40PPT课件exerciseexercise基因工程的正确操作步骤是:使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 提取目的基因提取目的基因A.B.C.D.41PPT课件要使目的基因与对应的载体重组，所需的要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是两种酶是()()限制酶限制酶连接酶连接酶解旋酶解旋酶还原酶还原酶 A42PPT课件过程：过程：1、重组、重组药用蛋白基因
28、药用蛋白基因与与乳腺蛋白基因的乳腺蛋白基因的启动子启动子2、用显微注射法导入到、用显微注射法导入到受精卵受精卵3、将受精卵送入母体生长发育、将受精卵送入母体生长发育4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁、转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁43PPT课件 转基因抗虫棉花转基因抗虫棉花转入苏云金杆菌转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，的一个抗虫基因，是中国目前最主要是中国目前最主要的转基因作物的转基因作物 1、基因工程与作物育种44PPT课件转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆不会引起
29、过敏的转基因大豆45PPT课件运用基因工程技术，不但可以培养优质、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。以培养出具有特殊用途的动、植物。乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转基因牛基因牛(阿根廷阿根廷)生长快、耐不良环境、肉质生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼好的转基因鱼(中国中国)46PPT课件导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级超级动物动物特殊特殊动物动物47PPT课件我国生
30、产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物 基因工程药品的生产基因工程药品的生产许多药品的生产是许多药品的生产是从生物组织中提取的。从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂限，其价格往往十分昂贵。贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生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。量问题，还能大大降低生产成本。2、基因工程在医学上的应
31、用48PPT课件胰岛素从猪、牛等动物的胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每因导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-30%-50%!50%!49PPT课件通过基因工程的方通过基因工程的方式创造了能合成人干扰式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每素的大肠杆菌，每1Kg1Kg的的培养液可提取培养液可提取20204
32、 4mgmg干扰素。干扰素。干干扰扰素素治治疗疗病病毒毒感感染染简简直直是是“万万能能灵灵药药”！过过去去从从人人血血中中提提取取，300L300L血血才才提提取取1mg1mg！其！其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。50PPT课件其它基因工程药物其它基因工程药物人人造造血血液液、白白细细胞胞介介素素、乙乙肝肝疫疫苗苗等等通通过过基基因因工工程程实实现现工工业业化化生生产，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。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。人人造造血血液液及及其其生生产产51PPT课件基因诊断基因诊断DNA探针探针概念：是用已知序列的概
33、念：是用已知序列的DNADNA或或RNARNA片段作片段作为探针与待测样品的为探针与待测样品的DNADNA或或RNARNA序列进行核序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。条件：（条件：（1 1）必须是单链；）必须是单链；（2 2）带有容易被检测出来的标记物。）带有容易被检测出来的标记物。原理：原理：DNADNA分子杂交（碱基互补配对）分子杂交（碱基互补配对）52PPT课件基因诊断基因诊断生物芯片生物芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNADNA
34、与与DNADNA芯片芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就可以得出病变图谱芯片杂交就可以得出病变图谱 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的的DNADNA信息。信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。诊断新技术。53PPT课件基因治疗基因治疗用正常的基因取代或修补病人细用正常的基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，从
35、而达到治疗疾病的目的胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的54PPT课件取患者取患者骨髓骨髓分离干分离干细胞细胞病毒病毒正常基因正常基因导入正常基导入正常基因的干细胞因的干细胞注入患注入患者体内者体内55PPT课件环境监测：环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针能够十分灵敏地探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。检测环境中的病毒、细菌等污染。1t 1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来3、基因工程与环境保护56PPT课件利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不
36、易因环境污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。染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。57PPT课件环境污染治理：环境污染治理：基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。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，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用基因工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化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，分解汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。58
37、PPT课件课课究究探探后后课题：利用网络资源并结合教材中的资料分析,就“转基因生物和转基因食品的安全性”以小论文的形式发表个人见解。59PPT课件几种常见育种方法的比较几种常见育种方法的比较育种育种方法方法杂交杂交育种育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种诱变诱变育种育种基因工基因工程育种程育种基本基本原理原理方法方法优点优点缺点缺点实例实例作业：作业：杂交杂交自交自交选优选优基因重组基因重组不同个体的优良不同个体的优良性状可集中到同性状可集中到同一个个体上一个个体上育种时间长，育种时间长，需及时发现优需及时发现优良性状良性状杂交水稻杂交水稻中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛花药离体培花药离体培养
38、、秋水仙养、秋水仙素诱导加倍素诱导加倍染色体变异染色体变异明显缩短育种明显缩短育种年限，后代一年限，后代一般都为纯种般都为纯种技术复杂，技术复杂，成本高成本高普通小麦花普通小麦花药离体培养药离体培养秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子、幼苗子、幼苗染色体变异染色体变异植物茎杆粗壮，植物茎杆粗壮，果实、种子大，果实、种子大，营养高营养高发育延迟，发育延迟，结实率低结实率低无籽西瓜无籽西瓜物理或化学方物理或化学方法处理动植物法处理动植物、微生物、微生物基因突变基因突变提高变异频率，提高变异频率，大幅度改良某些大幅度改良某些性状，加速育种性状，加速育种进程进程有利变异少，有利变异少，需要处理大
39、量需要处理大量实验材料，具实验材料，具有不确定性有不确定性青霉菌高产菌青霉菌高产菌株的培育株的培育黑农五号大豆黑农五号大豆基因重组基因重组将一种生物特定将一种生物特定基因转移到另一基因转移到另一种生物体内种生物体内染色体变异染色体变异定定向地向地改造生物改造生物的遗传性状的遗传性状可能引起生可能引起生态危机，技态危机，技术难度大术难度大转基因抗转基因抗虫棉虫棉60PPT课件原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子终止子：终止子：位于基因的尾端的一段
40、特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，它能阻片断，它能阻碍碍RNARNA聚合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱离下来，模板链上脱离下来，使转录终止。使转录终止。RNARNA聚合酶聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质的一种蛋白质.(.(以模板转录然后脱落以模板转录然后脱落)启动子：启动子：位于基因首端一段能与位于基因首端一段能与RNARNA聚合酶结合并能起聚合酶结合并能起始始mRNAmRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。61PPT课件不能转录为信使不能
41、转录为信使RNARNA，不能，不能 编码蛋白质。编码蛋白质。：能转录相应的信使：能转录相应的信使RNARNA，能，能 编码蛋白质编码蛋白质 编码区编码区非编码区非编码区原核原核细胞细胞的的 基因基因结构结构在遗传信息的表达过程中在遗传信息的表达过程中起着调控作用起着调控作用非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子62PPT课件编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 能够编码蛋白质的序列叫做外显子能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做
42、内含子不能够编码蛋白质的序列叫做内含子（但能转录为（但能转录为mRNAmRNA，转录后剪切掉），转录后剪切掉）启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 内含子：内含子：外显子：外显子：真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构63PPT课件真核真核细胞细胞的的 基因基因结构结构编码区编码区非编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：在遗传信息的表达过程中起在遗传信息的表达过程中起着调控作用着调控作用64PPT课件原原核核细细胞胞 真真核核细细胞胞不不 同同 点点相相 同同 点点原核细胞与真核细胞基因结构比较：原核细胞与真核细胞基因结构比较：非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区 都由能够都由能够编码蛋白质编码蛋白质的编码区和的编码区和具有具有调控作用调控作用的非编码区组成的非编码区组成编码区是编码区是连续连续的的编码区是间隔的，编码区是间隔的，不连续不连续的的外显子外显子 内含子内含子 启动子启动子终止子终止子65PPT课件