基因工程应用与进展164页PPT

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二 动物基因工程前景广阔
IMN
5.乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作 过程有何不同之处？并阐述原因？
要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织 中特异表达的启动子（乳腺蛋白基因的启动 子）构成表达载体。
因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异 表达的启动子。（基因的选择性表达）
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二 动物基因工程前景广阔
IMN
1.动物基因工程的应用体现在那些方面？ 用于提高动物生长速度 用于改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用于转基因动物作器官移植的供体
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二 动物基因工程前景广阔
IMN
2.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长 速率? 3.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降 低乳糖的含量?
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
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四、基因治疗曙光初照
• 基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在
DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的 疾病进行诊断。
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶 抑制剂基因、植物凝集素基因等 4）例子： 转基因抗虫水稻、抗虫棉
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1.3 基因工程的应用
一 植物基因工程硕果累累
IMN
2.抗病转基因植物 1）目的基因：
最多： 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌转基因植物： 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
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三 基因工程药品异军突起
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• 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？

E. coli B含有EcoB核酸酶和EcoB甲基化酶
当λ(k)噬菌体侵染E. coli B时，由于其DNA中 有EcoB核酸酶特异识别的碱基序列，被降解掉。 而E. coli B的DNA中虽然也存在这种特异序列， 但可在EcoB甲基化酶的作用下，催化S-腺苷甲硫 氨酸（SAM）将甲基转移给限制酶识别序列的特 定碱基，使之甲基化。 EcoB核酸酶不能识别已甲 基化的序列。
基因重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因 与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受 体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或 新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。
供体、受体和载体是重组DNA技术的三大基本元件。
基因工程的目的：
分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源 大规模生产生物活性物质 设计、构建生物的新性状甚至新物种
反应必须ＡＴＰ和Ｍｇ２＋，具有特异性识别部位 并切割。 如EcoR I、Hinf III III 型限制酶的基本特点：
可以识别特定碱基顺序，并在这一顺序的3’端2426bp处切开DNA，切割位点没有特异性。
2、限制性核酸内切酶的命名原则
第一个字母：大写，表示所来自的微生物的属名的第一 个字母。 第二、三字母：小写，表示所来自的微生物种名的第一、 二个字母。 其它字母：大写或小写，表示所来自的微生物的菌株号。 罗马数字：表示该菌株发现的限制酶的编号。
⑶核酸内切限制酶对生物基因组的消化作用
小分子量的片断-----少 （电泳-容易分离目的片 断）cheria coli RY13的第一个限制
酶。
3、限制性内切酶作用后的断裂方式
形成粘性末端； 形成平末端；
粘性未端：切开后的两段DNA各留下一个尾，这2 个尾的核苷酸顺序完全一样，方向相反。它们之 间是互补的，在适当条件下可以再连接一起。

（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”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N2固定为NH3的过程。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
西医学是最近三四百年来建立在解剖 学、生 物学及 现代科 学技术 基础上 、（高 血压心 脏病糖 尿病） 发展起 来的一 门以“ 解剖人 、肉体 人”为 概念的 、新兴 的现代 医学科 学理论 体系。 主要采 用科学 实验方 法，（ 传染病 丙肝乙 肝甲肝 ）从宏 观到微 观，直 至目前 的分子 基因层 次水平 ，发展 极为迅 速，超 过其它 任何一 门医学 科学， 成为世 界医学 史上的 主流。 （肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）

腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶 (C)、胸腺嘧啶 (T)
由氢键连接的碱基组合称为碱基配对，即腺嘌呤A必与胸腺嘧 啶T配对，胞嘧啶C必与鸟嘌呤G配对。
A＝T 氢键 G≡C
1972年 ，美国的Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV40DNA、 噬菌体基因以及大肠杆菌半乳糖操纵子在体外重组获得成功。
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。21.1.1 921.1.1 904:35 04:35:0 204:35:02Jan-2 1
ห้องสมุดไป่ตู้
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相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2021 年1月19 日星期 二4时3 5分2秒 Tuesday , January 19, 2021
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爱情，亲情，友情，让人无法割舍。2 1.1.192 021年1 月19日 星期二 4时35 分2秒21 .1.19
基因工程的应用及其安全管理
一、基因工程的研究进展： 二、基因工程的基本操作程序： 三、基因工程的巨大贡献： 四、基因工程的危险性： 五、基因工程安全管理法规：
基因工程的研究进展
DNA的结构 :
DNA是一种高分子化合物,它是由4种核苷酸组成 ，4种核苷酸 的差异仅仅在于碱基不同，4种碱基分别是 :
谢谢大家！
1997年7月，中华人民共和国农业部颁布了《农业生 物基因工程安全管理实施办法》。1998年，农业部农业生 物基因工程安全管理办公室和农业部生物基因工程安全委 员会共对2批68项申请进行了评审，同意商品化申请2项、 同意环境释放10项，同意和认可中间试验39项，暂不同意 或不认可16项。
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生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。21. 1.1921. 1.19Tu esday , January 19, 2021

3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
• 大肠杆菌的质粒：
最常用的质粒是大肠 杆菌的质粒，其中常 含有抗药基因，如四 环素的标记基因。质 粒的存在与否对宿主 细胞生存没有决定性 作用，但复制只能在 宿主细胞内进行。
练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
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，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 有表达产物 无表达产物
１、基因工程与作物育种
1993年，中国农业科学院的 科学家成功地培育出了抗棉 铃虫的转基因抗虫棉，抗虫 的基因来自苏云金杆菌。苏 云金杆菌形成的伴胞晶体是 一种毒性很强的蛋白质晶体， 能使棉铃虫等鳞翅目害虫瘫 痪致死。科学家将编码这个 蛋白质的基因导入作物，使 作物自身具有抵御虫害的能 力。
要获得目的基因，主要有两条途径：一条是从供 体细胞的DNA中直接分离基因，另一条是人工合 成基因。
2、目的基因与运载体结合
细菌
供体细胞
取出质粒
取出DNA
用限制酶切断DNA
用连接酶连 接目的基因
用与提取目的基因 相同的限制酶切割质粒 使之出现一个切口，将 目的基因插入切口处， 让目的基因的黏性末端 与切口上的黏性末端互 补配对后，在连接酶的 作用下连接形成重组 DNA分子。
培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
三、基因工程基本步骤
1、获取目的基因
基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基 因，也就是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种 子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰 素基因等都是目的基因。

基因工程及其
基因工程：即 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 理： 基因重组
操作水平： DNA分子水平
结 果： 定向地改造生物的遗传性状， 获得人类所需要的品种。
供体细胞 目的基因
结果要筛选
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第三步： 将目的基因导入受体细胞
1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等
2、常用微生物作受体细胞的原因： 微生物增殖快、代谢快、目的产物多
3、若受体细胞为细菌应作何处理： 应用CaCl2处理 目的是：增大细胞壁的通透性
第四步: 目的基因的检测和表达
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
2：基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：
连接“梯子”断口的 “扶手”而非“梯子” 中间的“踏板”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
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连接酶的作用是：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。
所有生物共用一套遗传密码
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四、基因工程的成果及发展
1、医药卫生： a、药品生产
生
产
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
胰
岛
素
我国生产的部分基因
工程疫苗和药物
b、基因诊断与治疗
诊断原理： DNA分子杂交原理

• 运载体的作用有哪些？
作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转 移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对 外源基因(抗虫基因)进行大量复制。
• 基因的运载工具——运载体：
常用的运载体主要有两类： 1）细菌细胞质的质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒
• 质粒：
白细胞介素-2 大肠杆菌 治疗某些癌症
a—干扰素 酵母菌
治疗癌症或病毒感染
乙型肝炎疫苗 酵母菌
预防病毒性肝炎
溶血栓剂
哺乳动物细治疗心血管病（心脏病） 胞
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。
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了 表达吗？
不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能
基因工程及其应用幻灯片
优选第二节基因工程及其应用
（一）基因操作的工具
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）
限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶， 能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在 DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并且能在特定的切点上切割DNA分子。
我国大豆食用油近七成是“转基因”产品
与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育 种的优点有哪些？ 目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短