：《基因工程》全部课件人教版

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1、The camelecow定向基因改造设想定向基因改造设想 金湖二中生物教研组金湖二中生物教研组 请大家阅读请大家阅读P1内容，你认为基因内容，你认为基因工程的理论基础和技术基础有哪些？工程的理论基础和技术基础有哪些？基因工程基础：基因工程基础：（1）DNA的规则双螺旋结构是基因工的规则双螺旋结构是基因工程的物质基础；程的物质基础；（2）不同生物共用一套密码子是理论基）不同生物共用一套密码子是理论基础；础；（3）转移载体和工具酶的发现为基因工）转移载体和工具酶的发现为基因工程的提供了技术基础。程的提供了技术基础。几点说明：几点说明：（1）最早的基因工程）最早的基因工程 艾弗里的肺炎双球菌的转化

2、艾弗里的肺炎双球菌的转化实验，证明了实验，证明了DNA可以从一种生物个可以从一种生物个体转移到另一个生物个体；体转移到另一个生物个体；（2）不同生物的）不同生物的DNA分子完成重组的分子完成重组的理论基础：不同生物的理论基础：不同生物的DNA分子的结分子的结构和组成成分一样；构和组成成分一样；（3）最早的转基因动物）最早的转基因动物1980年的年的转基因老鼠。转基因老鼠。1、基因工程的概念、基因工程的概念 基因工程又叫基因拼接技术或基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技重组技术。术。概念一：概念一：在生物体外，通过对在生物体外，通过对DNA分子进分子进行人工行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，

3、对生物的基因进，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出生出人类所需要人类所需要的基因产物。的基因产物。概念二：概念二：按照人们的意愿，把一种生物的按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰，然后放到另一个别基因复制出来，加以修饰，然后放到另一种生物的细胞里，种生物的细胞里，定向地定向地改造生物的遗传性状。改造生物的遗传性状。从基因工程概念上看，你认为基从基因工程概念上看，你认为基因工程可分为几步？因工程可分为几步？基因工程是在分子水平对基因工程

4、是在分子水平对DNA分子分子进行的进行的“剪切剪切”和和“拼接拼接”，这需要专门，这需要专门的工具。的工具。二、基因操作的工具二、基因操作的工具 1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶“分子手分子手术刀术刀”思考：思考：限制性内切酶剪切的是限制性内切酶剪切的是DNA中的什么中的什么化学键？化学键？限制性内切酶的特性？限制性内切酶的特性？DNA分子经限制性内切酶处理后形成分子经限制性内切酶处理后形成的结构叫什么名称？的结构叫什么名称？（1）限制性内切酶剪切的结构）限制性内切酶剪切的结构注意：注意：限制性内切酶破坏的是限制性内切酶破坏的是DNA骨架上骨架上的磷酸与脱氧核糖形成的化学键（磷酸二的磷酸

5、与脱氧核糖形成的化学键（磷酸二酯键），而不是碱基对之间的氢键。酯键），而不是碱基对之间的氢键。（2）限制性内切酶的特性）限制性内切酶的特性 一种限制性内切酶只能识别一种特一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并且能在特定的切定的脱氧核苷酸序列，并且能在特定的切点是切割点是切割DNA分子。分子。（3 3）分布：）分布：主要在微生物中主要在微生物中。你认为微生物中的限制性内切你认为微生物中的限制性内切酶有什么作用？酶有什么作用？（4）结果：）结果：产生黏性末端（碱基互补配对）、平产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。末端。（5）举例：）举例：大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（

6、EcoR)能识能识别别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开形成之间切开形成黏性末端；黏性末端；Sma能识别能识别CCCGGG序列，序列，并在并在C和和G之间切割形成平末端。之间切割形成平末端。练习：练习：请大家看第请大家看第4页下面的页下面的DNA片段，片段，如果此如果此DNA片段被片段被EcoR限制酶处限制酶处理，请你标出切点，并写出切割后的理，请你标出切点，并写出切割后的末端。末端。要从一个要从一个DNA分子中获得一个分子中获得一个所需要的基因，要有几个切口？产生所需要的基因，要有几个切口？产生几个末端？几个末端？2、DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”看图思考：看图思考

7、：DNA连接酶连接的是什么结构？连接酶连接的是什么结构？请你说出请你说出DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶聚合酶的差异。的差异。根据酶的来源不同，可以将根据酶的来源不同，可以将DNA连接酶分为两类：连接酶分为两类：从大肠杆菌中分离得到：从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性片段互补的粘性末端之间连接。末端之间连接。从从T4噬菌体中分离到：噬菌体中分离到：T4连接酶，连接酶，既可以既可以“缝合缝合”双链双链DNA片段互补的粘性片段互补的粘性末端，又可以末端，又可以“缝合缝合”双链双链DNA片段的平片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低

8、。末端，但连接平末端之间的效率比较低。3、基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”阅读课本相关内容，回答问题：阅读课本相关内容，回答问题：（1）运载体的化学本质是什么？）运载体的化学本质是什么？（2）运载体要具备哪些条件？）运载体要具备哪些条件？（3）常使用的运载体有哪些？）常使用的运载体有哪些？（4）最常用的运载体是什么？它）最常用的运载体是什么？它存在于哪些细胞中？存在于哪些细胞中？（1）运载体具备的条件）运载体具备的条件 能够在宿主细胞中复制并保持稳能够在宿主细胞中复制并保持稳定；定；具有多个限制酶的切点，以便与具有多个限制酶的切点，以便与外源基因连接；外源基

9、因连接；具有某些标记基因，便于筛选：具有某些标记基因，便于筛选：对受体细胞无害、易分离。对受体细胞无害、易分离。（2）常使用的运载体）常使用的运载体 质粒、噬菌体、动植物病毒等；质粒、噬菌体、动植物病毒等；其中，质粒是最常用的运载体。其中，质粒是最常用的运载体。（3）质粒）质粒 本质：细胞染色体（或拟核本质：细胞染色体（或拟核DNA分子）分子）外能自主复制的小型环状外能自主复制的小型环状DNA分子；分子；质粒的存在对宿主细胞无影响；质粒的存在对宿主细胞无影响；质粒的复制只能在宿主细胞内完成。质粒的复制只能在宿主细胞内完成。判断：判断：质粒只存在于原核细胞中。质粒只存在于原核细胞中。思考：思考：

10、基因工程用到的工具酶有哪些？基因工程用到的工具酶有哪些？2.2.不属于质粒被选为基因运载体不属于质粒被选为基因运载体的理由是的理由是 （）A A、能复制、能复制 B B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C C、具有标记基因、具有标记基因 D D、它是环状、它是环状DNADNAD3.3.有关基因工程的叙述中，错误的是有关基因工程的叙述中，错误的是（多选）（多选）（）A A、基因工程技术能定向地改造生物、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种的遗传性状，培育生物新品种 B B、重组、重组DNADNA的形成在细胞内完成的形成在细胞内完成 C C、目的基因须由运载体导入受体细、目的

11、基因须由运载体导入受体细胞胞 D D、质粒都可作为运载体、质粒都可作为运载体B D4、在基因工程中，切割运载体和、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的含有目的基因的DNA片段，需使用片段，需使用 （）A.同种限制酶同种限制酶 B.两种限制酶两种限制酶C.同种连接酶同种连接酶 D.两种连接酶两种连接酶A 你认为基因工你认为基因工程可分为哪几步？程可分为哪几步？1、目的基因的获取、目的基因的获取2、基因表达载体的、基因表达载体的构建构建3、将目的基因导入、将目的基因导入受体细胞受体细胞4、目的基因的检测、目的基因的检测与鉴定与鉴定一、提取目的基因一、提取目的基因 目的基因主要是指编码蛋白质的目

12、的基因主要是指编码蛋白质的结构基因。结构基因。例如，与生物抗逆性相关的基因、例如，与生物抗逆性相关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、与毒物降解相和保健品相关的基因、与毒物降解相关的基因，以及与工业所需用酶相关关的基因，以及与工业所需用酶相关的基因等，也可以是具有一些具有调的基因等，也可以是具有一些具有调控作用的因子。控作用的因子。（一）将需要的基因直接从供体生物（一）将需要的基因直接从供体生物的细胞内提取出来。的细胞内提取出来。供体生物细胞供体生物细胞取出取出DNADNA用限制酶剪用限制酶剪去多余部分去多余部分目的基因目的基因限制酶限制

13、酶目前被较广泛提取目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。因、植物抗病基因等。（二）从基因文库中获取目（二）从基因文库中获取目的基因的基因什么是基因文库？什么是基因文库？什么是部分基因文库？什么是部分基因文库？基因文库是怎样建立的？基因文库是怎样建立的？怎样从基因文库中得到我们所需的目怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？的基因？目的基因的有关信息与什么相联系？目的基因的有关信息与什么相联系？（三）人工合成基因法（三）人工合成基因法PCR

14、PCR扩扩增技术增技术PCR (polymerase chain reaction)聚合酶链式反应聚合酶链式反应 是一项在生物体外复制特定是一项在生物体外复制特定DNADNA片段的核酸合成技术。通过此技术，片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。可获取大量的目的基因。PCR技术技术 原理：原理：前提：前提：过程：过程：PCR扩增仪扩增仪DNA双链复制的基本原理双链复制的基本原理一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列 目的基因目的基因DNA受热变性，解链；受热变性，解链；引物与单链互补结合；引物与单链互补结合；合成链在合成链在DNA聚合酶作用下进聚合酶作用下进行延

15、伸。行延伸。（四）化学合成法（四）化学合成法 适用范围：适用范围：已知核苷酸序列，基因的核苷酸数量已知核苷酸序列，基因的核苷酸数量较少。较少。过程：过程：根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的核苷酸序列，然后按碱基互补配测出相应的核苷酸序列，然后按碱基互补配对的原则，推测出它的结构基因的核苷酸序对的原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，在通过化学方法，以单核苷酸为原料合列，在通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。成目的基因。二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建 基因表达载体的构建是实施基基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的因

16、工程的第二步，也是基因工程的核心。核心。（一）目的（一）目的 使目的基因在受体细胞内稳定存使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。目的基因能够表达和发挥作用。1 1、基因表达载体的组成：、基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、目的基因、启动子、终止子、标记基因。标记基因。编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点2 2、启动子、启动子：一段有特殊结构的一段有特殊结构的DNADNA片段，位片段，位于基因的首端，是于基因的首端，是RNARNA聚合酶识别和聚合酶识别和

17、结合的部位结合的部位。3 3、终止子、终止子：位于基因的尾端，也是一段有特位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的殊结构的DNADNA片段，使转录在所需要片段，使转录在所需要的地方停止下来。的地方停止下来。4 4、标记基因、标记基因：为了鉴别受体细胞中是否含有为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。细胞筛选出来。思考：思考：你认为目的基因与运载体的结你认为目的基因与运载体的结合操作过程的怎样进行的？合操作过程的怎样进行的？用同一种限制性内切酶处理运载用同一种限制性内切酶处理运载体和质粒，得到相同的黏性末端；再将体和质粒，得到相同的黏性末端

18、；再将目的基因和运载体，在目的基因和运载体，在DNA连接酶在连接酶在作用下进行连接，形成了一个重组的作用下进行连接，形成了一个重组的DNA分子。分子。思考：思考：不同生物的不同生物的DNA分子连接成功分子连接成功的基础是什么？的基础是什么？思考：思考：如果用同一种限制性内切酶，如果用同一种限制性内切酶，处理质粒和目的基因，并将产物处理质粒和目的基因，并将产物放在一起用连接酶连接它们，最放在一起用连接酶连接它们，最后可以产生多少种环状的后可以产生多少种环状的DNA分分子？子？你认为它们是怎么组成的？你认为它们是怎么组成的？三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞有哪些

19、？常用的受体细胞有哪些？什么叫转化？什么叫转化？怎样才能将目的基因导到受体细胞怎样才能将目的基因导到受体细胞中呢？中呢？（一）常用的受体细胞有：（一）常用的受体细胞有：动物、植物、微生物。动物、植物、微生物。（二）转化：（二）转化：目的基因目的基因进入进入受体细胞内，并且受体细胞内，并且在受体细胞内维持在受体细胞内维持稳定稳定和和表达表达的过程。的过程。（三）目的基因导入植物细胞（三）目的基因导入植物细胞 1 1、常用方法：、常用方法：-农杆菌转化法农杆菌转化法 适用范围：适用范围：双子叶植物和裸子植物；双子叶植物和裸子植物；具体做法：具体做法：将目的基因插入到农杆菌的将目的基因插入到农杆菌的

20、TiTi质粒上的质粒上的T-DNAT-DNA中，利用农杆菌的转化作用（当植物中，利用农杆菌的转化作用（当植物体受损时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类体受损时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌的杆菌的TiTi质粒上的质粒上的T-DNAT-DNA可转移至受体细可转移至受体细胞），就可以使目的基因进入植物细胞，并胞），就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入植物细胞中的染色体将其插入植物细胞中的染色体DNADNA上，使目上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。2 2、其他方法：、其他方法

21、：基因枪法；基因枪法；花粉管通道法；花粉管通道法；说出三种方法的优缺点。说出三种方法的优缺点。（二）将目的基因导入动物细胞（二）将目的基因导入动物细胞显微注射技术：显微注射技术：具体做法：具体做法：（三）将目的基因导入微生物细胞（三）将目的基因导入微生物细胞 早期的基因工程，常用大肠杆菌做早期的基因工程，常用大肠杆菌做受体细胞的原因：受体细胞的原因：繁殖快繁殖快，多为单细胞，遗传物，多为单细胞，遗传物质相对较少。质相对较少。为什么原核生物的繁殖为什么原核生物的繁殖比较快呢？比较快呢？大肠杆菌的转化方法：大肠杆菌的转化方法：首先用首先用CaCa2+2+（常用氯化钙）处理细（常用氯化钙）处理细胞，

22、使细胞处于一种能吸收周围环境中胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分子的生理状态，这种细胞称为分子的生理状态，这种细胞称为感感受态细胞受态细胞。第二步是将重组表达载体第二步是将重组表达载体DNADNA分子分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收定的温度下促进感受态细胞吸收DNADNA分分子，完成转化过程。子，完成转化过程。四、目的基因的检测和鉴定四、目的基因的检测和鉴定 目的基因导入受体细胞后，是否目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传性状，只可以稳定维持和表达其遗传性状，只有通过有通过检测与鉴定检测与鉴定才能

23、知道。这是检才能知道。这是检查基因工程是否成功的一步。查基因工程是否成功的一步。请大家看书，看看需要检请大家看书，看看需要检测哪几方面的内容？怎么做？测哪几方面的内容？怎么做？首先首先，要检测转基因生物染色体的，要检测转基因生物染色体的DNADNA上是否插入了目的基因，这是目的基上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用检测方法是采用DNADNA分子杂交技术。分子杂交技术。其次其次，还需要检测目的基因是否转录出，还需要检测目的基因是否转录出了了mRNAmRNA，这是检测目的基因是否发挥功能，这是检测目的基因是否发挥功能作用

24、的第一步。作用的第一步。检测方法是采用检测方法是采用DNADNA分子杂交技术。分子杂交技术。最后最后，检测目的基因是否翻译成蛋白质。，检测目的基因是否翻译成蛋白质。检测方法是进行检测方法是进行抗原抗原-抗体杂交。抗体杂交。第四，个体生物学水平的鉴定：第四，个体生物学水平的鉴定：一个抗虫或抗病的目的基因导入植物一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，需要做抗虫或抗病的接种实验，以确定是需要做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。否具有抗性以及抗性的程度。有的基因工程产品需要与天然产品有的基因工程产品需要与天然产

25、品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能活性是否与天然产品相同。的功能活性是否与天然产品相同。思考：思考：请你写出目的基因在受体细胞请你写出目的基因在受体细胞中，遗传信息的传递过程。中，遗传信息的传递过程。基因在不同生物的体内控制合基因在不同生物的体内控制合成的蛋白质是一样的，这说明了什成的蛋白质是一样的，这说明了什么？么？1 1、基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是步骤是 （）A A、人工合成目的基因、人工合

26、成目的基因 B B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合 C C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 D D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达2 2、水母发光蛋白由、水母发光蛋白由236236个氨基酸构成，个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将其中有三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（用是（）A.A.促使目的基因导入宿主细胞中促使目的基因导入宿主细胞中 B.B.促使目的基因在宿主细胞中复制促使目的基因在宿主细胞中复制 C.C

27、.使目的基因容易被检测出来使目的基因容易被检测出来 D.D.使目的基因容易成功表达使目的基因容易成功表达3 3、农业上大量使用化肥存在许多负面影响，农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固生物固氮氮”已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N N2 2固定为固定为NHNH3 3的过程。的过程。（1 1）与人工合成）与人工合成NHNH3 3所需的高温、高压条件相比，生物固所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的氮的顺利进行是因为根

28、瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类物质的化学本质是这类物质的化学本质是 。（2 2）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，固氮小麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析：因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析：固氮基因已经整合到水稻细胞的固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。中。写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。酶酶蛋

29、白质蛋白质DNADNA 转录转录 翻译翻译 DNADNA（固氮基因）固氮基因）RNA RNA 蛋白质蛋白质4 4、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取只能提取0.05g0.05g干扰素，因而其价格昂贵，平民干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：法是：（1 1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的的 ，并使之与一种叫做质粒的，并使之与一种叫做

30、质粒的DNADNA结合，结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来 。（2 2）酵母菌能用）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生所以，能在较短的时间内大量生产产 。利用这种方法不仅产量高，。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。并且成本也较低。基因基因产生产生干扰素干扰素出芽出芽干扰素干扰素一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累 植物基因工程技术主要用于提高农植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。质和利用植物生产药物等方

31、面。1 1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物 方法：方法：目的基因包括：目的基因包括：从某些生物中分离出具有杀虫从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性。使其具有抗虫性。BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等等例：例：1993年，我国农业科学院的科学家年，我国农业科学院的科学家成功地将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因转成功地将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因转入棉植株，培育成了抗棉铃虫的转基因入棉植株，培育成了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。抗虫棉。思考：思考：抗虫棉要

32、治虫吗？抗虫棉要治虫吗？为什么？为什么？2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物 抗病基因有哪些？抗病基因有哪些？病毒外壳蛋白基因、病毒的复制病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因（抗真菌转基因植物）。基因（抗真菌转基因植物）。寻根问底寻根问底 在抗病转基因植物中，为什么使在抗病转基因植物中，为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染？用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染？是否存在局限性？是否存在局限性？一种假说认为：一种假说认为：CPCP基因在植物细胞内表达积基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，累后，当入侵的病毒裸

33、露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研究表明，如果将病毒能释放出来。然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的的外壳蛋白的AUGAUG起始密码缺失，使之不能被翻起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNARNA基因，整基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植

34、物则有很好的合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是起作用，而是CPCP基因转录出基因转录出RNARNA后，与入侵病毒后，与入侵病毒RNARNA之间的相互作用起到了抗性作用。之间的相互作用起到了抗性作用。存在一些问题：存在一些问题：转基因植物对病毒的抗性有局限性，转基因植物对病毒的抗性有局限性，仅限于特定的病毒（被使用仅限于特定的病毒（被使用CPCP基因的基因的病毒）或密切相关的病毒；病毒）或密切相关的病毒；转基因植物大多数只是发病延缓，转基因植物大多数只是发病延缓，一般为两周，并非根治；一般为两

35、周，并非根治；潜在着植物表达的外壳蛋白包被与潜在着植物表达的外壳蛋白包被与另一种病毒形成新的杂合病毒的危险。另一种病毒形成新的杂合病毒的危险。3 3、抗逆转基因作物、抗逆转基因作物4 4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质 方法：方法：将必需氨基酸含量多的蛋白将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物中，或者质编码基因，导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种改变这些氨基酸合成途径中某种酶的活性。酶的活性。二、动物基因工程前景广阔二、动物基因工程前景广阔1 1、用于提高动物生长速度、用于提高动物生长速度 目的基因：目的基因：生长素基因。生长素基因。实例：实例：“超级小鼠超

36、级小鼠”的培育的培育 将大鼠生长激素的基因分别注射到小白鼠将大鼠生长激素的基因分别注射到小白鼠的的受精卵受精卵中，得到了体型巨大的中，得到了体型巨大的“超级小超级小鼠鼠”。2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物思考讨论：思考讨论：（1 1）用动物乳腺作为反应器，生产）用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质比工厂生产的优越之高价值的蛋白质比工厂生产的优越之处有哪些？处有哪些？A A、产量高；、产量高；B B、质量好；、质量好；C C、成本低；、成本低；D D、易提取。、易提取。获取目的基因获取目的基因（例如血清蛋白基因）（例如血清蛋

37、白基因）构建基因表达载体构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）加特异表达的启动子）显微注射导入哺显微注射导入哺乳动物受精卵中乳动物受精卵中形成形成胚胎胚胎将胚胎送入将胚胎送入母体动物母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）性动物个体中，转入的基因才能表达）（2 2）用基因工程技术实现动物乳腺生）用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的物反应器的操作过程是怎样的？为了保证产下的动物是雌性个体，为了保证产下的动物是雌性个体，一般对受体细胞（受精卵）进行选择，一般对受体细胞（受精卵）

38、进行选择，选择选择XX型的受精卵。但型的受精卵。但“乳房反应器乳房反应器”仍有缺点，只有当个体成年后才能产仍有缺点，只有当个体成年后才能产生乳汁。生乳汁。科学家从尿液中提取相关的基因科学家从尿液中提取相关的基因产物，你认为此种方法与产物，你认为此种方法与“乳房反应乳房反应器器”相比有什么优点？相比有什么优点？、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体供体动物：供体动物：存在的难题：存在的难题：解决方法：解决方法：猪猪免疫排斥免疫排斥将供体基因组导入某种基因调节因将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因

39、，再结合克隆技术，法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。猪器官。、基因工程药品异军突起、基因工程药品异军突起（）工程菌：（）工程菌：用基因工程的方法，使外源基因用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。得到高效率表达的菌类细胞株系。（）我国已生产的产品：（）我国已生产的产品：白细胞介素白细胞介素-2-2、干扰素、干扰素、乙肝疫苗等乙肝疫苗等三、基因治疗曙光初照三、基因治疗曙光初照 、基因治疗的概念：、基因治疗的概念：将健康的外源基因将健康的外源基因导入导入有有基因缺陷基因缺陷的细胞的细胞中，使该基因的表达

40、的产物发挥中，使该基因的表达的产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。功能，从而达到治疗疾病的目的。思考：思考：如果要对色盲进行基因治疗，应如果要对色盲进行基因治疗，应该把什么基因导入到什么细胞？该把什么基因导入到什么细胞？那么，个体的相关基因型呢？那么，个体的相关基因型呢？2 2、基因治疗的类型、基因治疗的类型（1 1）体外基因治疗：）体外基因治疗：（2 2）体内基因治疗：）体内基因治疗：从病人体内获得某种细胞，进从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后，在体外完成基因转行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。养，最后重

41、新输入患者体内。直接向人体组织细胞中转移基直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。因的治病方法。基因工程的应用基因工程的应用植物基植物基因工程因工程抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗病转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物抗逆转基因植物改良植物品质改良植物品质动物基动物基因工程因工程提高动物生长速度提高动物生长速度改善畜产品质量改善畜产品质量生产药物生产药物用转基因动物做器官移植供体用转基因动物做器官移植供体基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起基因治疗基因治疗总结总结练习：练习：1 1、下列实践与基因工程无关的是（、下列实践与基因工程无关的是（）A A、利用、利用DNADNA探针检测饮用水是否

42、含探针检测饮用水是否含病毒病毒 B B、选择工程菌来生产胰岛素、选择工程菌来生产胰岛素 C C、用不育系来培育杂种一代、用不育系来培育杂种一代 D D、培育转基因抗虫棉、培育转基因抗虫棉2 2、基因工程培养的、基因工程培养的“工程菌工程菌”通过发酵工通过发酵工程生产的产品有程生产的产品有 石油石油 人生长激素人生长激素 紫草素紫草素 聚乙二醇聚乙二醇 胰岛素胰岛素 重组乙肝疫苗重组乙肝疫苗A A B B C C D D 3 3、基因治疗是指、基因治疗是指 （）A.A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的细胞中，达到治疗疾病的目的B.B.对有

43、缺陷的细胞进行修复，从而使其对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的恢复正常，达到治疗疾病的目的C.C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常的细胞发生基因突变回复正常D.D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的切除，达到治疗疾病的目的4 4、下列有关基因工程的叙述中，正确的是下列有关基因工程的叙述中，正确的是（）A.DNAA.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来连接酶将黏性末端的碱基对连接起来B.B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子基因探针是指用放射性同位素或荧光

44、分子等标记的等标记的DNADNA分子分子 C.C.基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行替换基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行替换 D.D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料供资料 5 5、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是：的是：A.A.维持棉田物种多样性维持棉田物种多样性 B.B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度C.C.使食虫鸟有虫可食使食虫鸟有虫可食 D.D.维持棉田生态系统中的能量流动维持棉田生态系统中的能量流动77 结束语结束语