1、普通棉苏云金杆菌毒蛋白设想 能否培育像苏云金杆菌那样合成毒蛋白的抗虫棉？已有育种方法抗虫棉多倍体育种 单倍体育种 选择育种 诱变育种 杂交育种局限杂交育种一般只能在同种生物中进行基因工程打破物种间的生殖隔离；直接定向地改造生物的遗传性状，获得需要的品种 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。又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。基因重组基因工程培育抗虫棉的大致步骤DNA分子水平关键一：怎样从苏云金杆菌的DNA中提取出合成毒蛋白的基因？1、基因的“剪刀”限制性核酸内切酶（简称限制酶）主要在微生物内一种酶，能将
2、外来的DNA切断，限制外来DNA的侵入，但对自身的DNA没有却无损害，并且这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。1、基因的“剪刀”限制性核酸内切酶（简称限制酶）特点：特异性(专一性)（1）一种只能识别一种特定的核苷酸序列例如:大肠杆菌的一种限制酶(E.coRI)能识别GAATTC序列【回文序列】（2）只能在特定的位点上切割DNA分子实质：磷酸与脱氧核糖间的磷酸二酯键断裂 黏性末端P106：使用EcoR切割DNA分子 (识别GAATTC)如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，产生的黏性末端 ，从而可以相互黏合。下列分别是由同一种限制酶切割形成的DNA片段的组合是相
3、同CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因关键一、使用限制酶切断苏云金杆菌的DNA，提取出合成毒蛋白的基因片段关键二：怎样将提取到毒蛋白基因转入到普通棉细胞内？2、基因的“运输工具”运载体 原理：与目的基因结合后，利用运载体侵染受体细胞的能力，将目的基因导入受体细胞，并在受体细胞中进行复制和表达，2、基因的“运输工具”运载体常用的运载体主要有两类：质粒噬菌体或某些动植物病毒2、基因的最
4、常用的运载体质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。分布：本质：细胞拟核或者细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子特点：能在宿主细胞中稳定保存并大量复制；通常含有多种标记基因，如抗生素抗性基因，便于筛选质粒是否成功导入到了受体细胞内目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 质粒GGCATCTTAAAATTCCGTAG 用 限制酶切割运载体DNA分子和目的基因，得到的黏性末端恰能碱基互补配对GGCATCTTAAAATTCCGTAG 关键三、如何使提取到的毒蛋白基因片段与环状质粒结合，从而被送入受体细胞？同一种3、基因的“针线”DNA连接酶作用的实质：将
5、互补配对的两个黏性末端形成 连接起来，得到1个 分子。DNA连接酶的作用过程：磷酸二酯键重组DNA基因工程操作的基本步骤 图66第一步 提取目的基因限制酶提取目的基因从细胞中分离出DNA基因工程操作的基本步骤从大肠杆菌中提取质粒。用同一种限制酶切割质粒，产生和目的基因片段相同的黏性末端加入DNA连接酶，使目的基因与质粒结合形成重组DNA分子第二步 目的基因与运载体结合基因工程操作的基本步骤第三步 将目的基因导入受体细胞培育转基因动物，受体细胞一般选用 。培育转基因植物，受体细胞可以是 或者 。受精卵受精卵体细胞 假设在受体细胞中没有得到目的基因表达的产物，原因可能是什么？目的基因的检测检测目的
6、：目的基因是否导入受体细胞检测依据：受体细胞是否具有运载体的标记基因所控制的性状结果确认：若受体细胞表现出标记基因所控制的性状，即可确认目的基因已被导入受体细胞目的基因的鉴定检测目的：目的基因是否已完成表达检测依据：受体细胞是否表现出“目的基因”所控制表达的性状结果确认：受体细胞表现出“目的基因”所控制的性状，便可确认目的基因已正常表达基因工程操作的基本步骤第四步 目的基因的检测与鉴定 世界卫生组织(WHO)估计每年有大概25万到50万的儿童因为维生素A缺乏而失明，其中的一部分还会失去生命。他们中的绝大部分生活在发展中国家。“黄金水稻”每千克大米含37毫克胡萝卜素。小孩子吃70多克就能满足每天
7、一半的维生素A需要量了。基因工程的应用一、基因工程与作物育种高产、稳产和具优良品质的品种转入向日葵基因的大豆转入向日葵基因的大豆 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄一、基因工程与作物育种将抗虫、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，培育出具有抗逆性的新品种基因工程方法培育出具有特殊用途的动物。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、肉质好的转基因鱼(中国)基因工程在畜牧养殖业上的应用胰岛素治疗糖尿病的特效药。干扰素抗病毒的特效药。二、基因工程与医学为什么人的胰岛素基因可
8、以在大肠杆菌内表达成胰岛素？遗传物质都是DNA且共用一套密码子 将生物合成相应成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，就能解决产量问题大大降低生产成本。基因治疗用正常的基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的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环境监测：基因工程培育的“指示生物”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个病毒也能被检测出来三、基因工程与环境保护环境污染治理：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
9、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。安全吗安全吗?!A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.1、用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是BbaA.切断a处的酶为限制性内切酶B.连接a处的酶为DNA连接酶C.切断b处的酶为解旋酶D.连接b处的酶为RNA聚合酶ABC2、下列各种酶作用叙述正确的是（）基因工程的操作工具基因工程的
10、操作工具1.基因的剪刀基因的剪刀 限制酶限制酶2.基因的针线基因的针线 连接酶连接酶 3.基因的运输工具基因的运输工具 运载体运载体 基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤1.目的基因的目的基因的提取提取2.目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合3.目的基因目的基因导入导入受体细胞受体细胞4.目的基因的目的基因的检测检测与与表达表达一、基因工程的原理二、基因工程的应用三、转基因和转基因食品的安全性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
11、实例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，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再秋水仙养再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，结实率低结实率低三倍体无三倍体无子西瓜子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技术难度大技术难度大转基因抗转基因抗虫棉虫棉
