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第 6 章 从杂交育种到基因工程

第 6 章 从杂交育种到基因工程. 第 2 节 基因工程及其应用. 资料分析引入. 资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的 3%-4% ，且农作物只能吸收氮肥的 1/10, 造成了大面积土壤和水质的污染。. 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮. 资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。 30 多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。. 蜘蛛能够吐出蛛丝. 资料三

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第 6 章 从杂交育种到基因工程

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Presentation Transcript

  1. 第6章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及其应用

  2. 资料分析引入 资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%，且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。 • 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮

  3. 资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。 • 蜘蛛能够吐出蛛丝

  4. 资料三 以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。 微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快

  5. 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 设想一 设想二 能否让细菌“吐出”蛛丝？ 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。

  6. 基因工程概念 基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。 ？基因工程是在分子水平的设计和施工，需要有专门的工具，生物体内有哪些专门的工具呢？

  7. 基因工程操作的工具 • 将目的基因片断从人体细胞内提取， 需要基因的剪刀——限制性内切酶。 • 将目的基因与运载体DNA连接， 需要基因的针线——DNA连接酶。 • 将目的基因运入大肠杆菌， 需要基因的运输工具——运载体。

  8. 限制性内切酶 • 分布：主要在微生物中。 • 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 • 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 • 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 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。目前已发现的限制酶有200多种。

  9. 点击播放 限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程

  10. DNA连接酶 ？ 基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合在一起呢？ • 连接酶的作用：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。

  11. 点击播放 DNA连接酶的作用过程

  12. A AT T C G G C T TA A 重组DNA分子 （外源基因） ？如何将外源基因送入受体细胞呢？

  13. 运载体 能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 • 作用：将外源基因送入受体细胞。 • 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。

  14. 大肠杆菌 DNA 质粒 （环状DNA分子） 抗生素抗性基因 控制质粒DNA转移的基因 利用质粒将外源基因运载入受体细胞中

  15. 基因操作的基本步骤 归纳： • 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

  16. ③ ②限制酶截取DNA片断 ① ④ ③分离大肠杆菌中的质粒 ② ④ DNA重组 ⑤ ⑤用重组质粒转化大肠杆菌 ⑥ ⑥培养大肠杆菌克隆大量基因 ？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？ ①从细胞中分离出DNA

  17. 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：超级细菌

  18. 转基因生物与转基因食品安全性相关 • http://www.biotech.org.cn/news/news/show.php?id=32025（转基因） • http://www.ebiotrade.com/newsf/2005-1/20051795544.htm • http://www.qsng.cn/html/bkjzx/bkztqtview/2006042568238.html （转基因植物安全性评价） • http://scitech.people.com.cn/GB/25509/35382/

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