人教版必修2生物：6．2 基因工程及其应用 课件（共36张PPT）

(共36张PPT)
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节基因工程及其应用
遗传密码在生物界有通用性。
问题探讨：
基因工程原理:
基因工程应用:
转基因生物和转基因食品的安全性
一、基因工程的原理 课文102
基因工程概念：
就是按人们的意愿，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。基因工程的原理：基因重组
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基 因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物
（一）基因工程操作的工具
1.基因的“剪刀”:—限制性核酸内切酶(限制酶)
将目的基因片断从人体细胞内提取
2.基因的“针线”——DNA连接酶
将目的基因与运载体DNA连接
3.基因的运载体
将目的基因运入大肠杆菌
. 1.基因的“剪刀”:—限制性核酸内切酶(限制酶)：
具有特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。
大肠杆菌中的一种叫做EcoRI的限制酶：专一识别GAATTC的序列，
在G和A之间断开
限制性内切酶的作用过程
2 . 基因的“针线”——DNA连接酶
连酶的作用：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。
连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
DNA连接酶的作用过程
3 目的基因的运载体
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
　　要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
大肠杆菌质粒分子结构
(二）基因操作的基本步骤
提取目的基因
目的基因与运载体结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和表达
目的基因的表达是指该基因指导了蛋白质的合成（即目的基因的表达产物）

返 回
1.提取目的基因
2.目的基因与运载体结合
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测和表达




二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种：
转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等
2、基因工程与药物研制：
干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗
3、基因工程与环境保护：
如：“超级菌”——几小时就降解自然菌种需一年才能讲解的水上浮油
三、转基因生物和转基因食品的安全性 （P 105）转基因生物及转基因食品的优缺点

①解决粮食短缺问题；　　　　　　
②减少农药使用，从而减少环境污染；
③节省生产成本，降低粮食售价；　
④增加食物营养，提高附加价值；
⑤增加食物种类，提升食物品质；　
⑥促进生产效率，带动相关产业发展。
优点：
①可能产生新毒素和新过敏原；　
②可能产生抗除草剂的杂草；
③可能使疾病的散播跨越物种障碍；
④可能会损害农作物的生物多样性；
⑤可能干扰生态系统的稳定性。
缺点：

知识结构
第2节基因工程及其应用
巩固练习：
ATCTCGAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGA
GATGACCATGGCCAGGCTAGAGCTGATGA
DNA 互补链：
TAGAGCTCTGACTAACCGGAATTCGAGCT
CTACTGGTACCGGTCCGATCTCGACTACT

一 基础题： 2


基因工程与医药卫生
基因工程药品的生产
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。
基因工程胰岛素（一）
胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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。
胰岛素分子结构
基因工程胰岛素（二）
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！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!
胰岛素生产车间
基因工程干扰素（一）
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。
干扰素生产车间
干扰素分子结构
基因工程干扰素( 二）
基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
其它基因工程药物
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
基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞
SCID的基因工程治疗
重症联合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因（ada）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。
SCID患者生存在无菌环境中
基因治疗SCID的过程
基因工程与农牧业、食品工业

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，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
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
超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
基因工程与环境监测（一）
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
基因工程与环境监测（二）
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。
基因工程与环境污染治理
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。