基因工程及其應(yīng)用上課

1、能發(fā)光的水母能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚不能發(fā)光的熱帶斑馬魚會發(fā)光的轉(zhuǎn)基因魚基因工程 基因工程，又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原原 理理：操作水平操作水平：特特 點：點：基因重組基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀。打破了物種界限。一、基因工程的概念一、基因工程的概念1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制酶限制酶一種限制酶只能識別一種一種限制酶只能識別一種特定特定的核苷酸序列，的核苷酸序列，并在并在特定特定的切割點上切割的切割點上切割DNADNA分子

2、。分子。特點：專一性（特異性）限制酶作用部位：磷酸二酯鍵限制酶作用部位：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA是否具有相同的是否具有相同的黏性末端？黏性末端？嘗試寫出下列序列受嘗試寫出下列序列受EcoRIEcoRI限制酶作用后的黏限制酶作用后的黏性末端性末端被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA具有具有相同相同的的黏性末端，堿基能夠通過互補進行配對。黏性末端，堿基能夠通過互補進行配對。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA ACGTGCTTAAAATTCCCATT GGGTAA GGCAT

3、CTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA連接酶連接酶CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA連連接接酶酶思考：如何將重組思考：如何將重組DNADNA分子送入受體細(xì)胞呢？分子送入受體細(xì)胞呢？ DNADNA連接酶連接酶可把脫氧核糖和磷酸交替連接而成的可把脫氧核糖和磷酸交替連接而成的DNADNA骨架上的骨架上的缺口缺口“縫合縫合”起來起來（形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵），這樣一個重組的這樣一個重組的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。常用的運載體常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體

4、和動、植物病毒等質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等運載體必須具備的條件：運載體必須具備的條件： 能夠在受體細(xì)胞中能夠在受體細(xì)胞中復(fù)制復(fù)制并穩(wěn)定并穩(wěn)定保存；保存； 具有多個具有多個限制酶切點限制酶切點，以，以便與目的基因連接便與目的基因連接； 具有某些具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進行，便于進行篩選。篩選。是存在于細(xì)胞質(zhì)中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。三、基因工程基本步驟三、基因工程基本步驟第一步：獲取目的基因第一步：獲取目的基因第二步：目的基因與運載體結(jié)合第二步：目的基因與運載體結(jié)合第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第四步第四步: 目的基因的檢測與鑒

5、定目的基因的檢測與鑒定一、基因工程與作物育種一、基因工程與作物育種四、基因工程的應(yīng)用四、基因工程的應(yīng)用 抗蟲的基因來自蘇抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性成的伴胞晶體是一種毒性很強的蛋白質(zhì)晶體，能使很強的蛋白質(zhì)晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個致死?？茖W(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑铮鞍踪|(zhì)的基因?qū)胱魑?，使作物自身具有抵御蟲害使作物自身具有抵御蟲害的能力。的能力。 獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，以及具有抗逆性的作物新品種等。以及具有抗逆性的作物新品種等。轉(zhuǎn)

6、魚抗寒基因的番轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄茄轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草發(fā)熒光的煙草發(fā)熒光的煙草基因工程在畜牧業(yè)的應(yīng)用基因工程在畜牧業(yè)的應(yīng)用將人的生長激素基因注射到小白鼠受精卵中，將人的生長激素基因注射到小白鼠受精卵中，得到的得到的“超級小鼠超級小鼠”。 水母2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從是從生物組織生物組織中提取中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)

7、。若業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)⑸锖铣上鄳?yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)入微生物細(xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素、干擾素、胰島素、干擾素、乙肝疫苗乙肝疫苗等。等。3 3、基因工程與環(huán)境保護、基因工程與環(huán)境保護通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重

8、金屬，分解DDTDDT等毒害物質(zhì)。等毒害物質(zhì)。利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。p環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物, , 通通過基因重組后過基因重組后, ,細(xì)菌能夠合成人體的胰細(xì)菌能夠合成人體的胰島素，這說明了什么？島素，這說明了什么？這可不是普通這可不是普通的細(xì)菌，它是的細(xì)菌，它是嫁接了人胰島嫁接了人胰島素基因的工程素基因的工程菌，能大量合菌，能大量合成人

9、胰島素。成人胰島素。人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼轉(zhuǎn)基因草莓轉(zhuǎn)基因草莓 有玫瑰花和檸檬的香味轉(zhuǎn)基因西紅柿“金大米” 誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？1.1.基因工程的正確操作步驟是（）基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運載體結(jié)合使目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定提取目的基因提取目的基因 C C練一練2.2.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目采用基因工程

10、的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是（）的基因的作法正確的是（）將毒素蛋白注射到棉受精卵中將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中卵中將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入導(dǎo)入 細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進行組織培養(yǎng)細(xì)胞，再進行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵中組，注射到棉的子房并進入受精卵中 C C3.3.要使目的基因與運載體重組，所需的兩種酶是要使目的基因與運載體重組，所需的兩種酶是(

11、 )( ) 限制酶限制酶 DNADNA連接酶連接酶 解旋酶解旋酶 還原酶還原酶 A A4 4、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNADNA片段，需使用（片段，需使用（ ） A A、兩種連接酶、兩種連接酶 B B、兩種限制酶、兩種限制酶 C C、同種連接酶、同種連接酶 D D、同種限制酶、同種限制酶D D5 5、以下是兩種不同的限制酶切割形成的、以下是兩種不同的限制酶切割形成的DNADNA片段：片段：（1）CTGCA G（2）G CTTAA（4） G ACGTC（3）AATTC G你能用你能用DNADNA連接酶將它們連接起來嗎？連接酶將它們連接起

12、來嗎？ 和和 能連接；能連接； 和和 能連接。能連接。(1)(1)(4)(4)(2 )(2 )(3 )(3 )下列關(guān)于基因工程的敘述中下列關(guān)于基因工程的敘述中, ,正確的是正確的是: :A.A.限制酶只用于提取目的基因限制酶只用于提取目的基因B.B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNADNA均可作運載體均可作運載體C.DNAC.DNA連接酶可用于目的基因和運載體的連接連接酶可用于目的基因和運載體的連接D.D.重組重組DNADNA分子一旦進入受體細(xì)胞分子一旦進入受體細(xì)胞, ,基因工程則完成基因工程則完成. . 以下說法正確的是以下說法正確的是: :A.A.目的基因是指重組目的基因是指重組DNA D

13、NA B.B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C.DNAC.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體D.D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表達夠成功表達 CBA.A.常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的 基因和質(zhì)?；蚝唾|(zhì)粒B.DNAB.DNA連接酶和連接酶和RNARNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶粒必需的工具酶C.C.可用抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是可用抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否

14、導(dǎo)入了重組質(zhì)粒否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.D.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達表達. . （20062006年年. .四川）用基因工程技術(shù)可使大腸四川）用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列說法不正確的是桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列說法不正確的是B切取牛的生長激素或人的生長激素基因切取牛的生長激素或人的生長激素基因, ,用顯微用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中, ,從而從而獲得了獲得了”超級鼠超級鼠”,”,次項技術(shù)遵循的原理是次項技術(shù)遵循的原理是A.A.基因突變基因突變 DNA RNA DNA RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)

15、B.B.基因工程基因工程 RNA DNA RNA DNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)C.C.細(xì)胞工程細(xì)胞工程 DNA RNA DNA RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)D.D.基因工程基因工程 DNA RNA DNA RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)Dba( (多選題多選題) )如圖如圖, ,下列有關(guān)酶功能的下列有關(guān)酶功能的敘述中敘述中, ,正確的是正確的是A.A.切斷切斷a a處的酶為限制性內(nèi)切酶處的酶為限制性內(nèi)切酶B.B.連接連接a a處的酶為處的酶為DNADNA連接酶連接酶C.C.切斷切斷b b處的酶為解旋酶處的酶為解旋酶D.D.連接連接b b處的酶為處的酶為RNARNA聚合酶聚合酶ABC基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠

16、農(nóng)業(yè)基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景和改造沙漠方面顯示了良好的前景, ,荷蘭一家公司荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参飳⒋竽c桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参? (如甜如甜菜、馬鈴薯等菜、馬鈴薯等) )中并獲得有效表達，使中并獲得有效表達，使“工程植物工程植物”增強了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是：增強了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是： （2）基因表達的含義是： （3）寫出酶基因工程在植物體內(nèi)的表達過程： （4）基因工程操作中的工具是： 海藻糖合成酶基因的獲取目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達和檢測基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)出相應(yīng)的性狀酶基因酶基因 mRNA mRNA 海藻糖合成酶海藻糖合成酶轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？誰能告訴我這是？4 4、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNADN