基因工程及其應(yīng)用1

1、1 1、概念：、概念： 基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)。重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種通俗地說，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基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，的細胞里，定向定向地改造生物的遺傳性狀。地改造生物的遺傳性狀。 胰島素胰島素每每100kg 豬或牛的胰腺中提取豬或牛的胰腺中提取 45g胰島素胰島素 1979年，利用大腸桿菌的年，利用大腸桿菌的DNA分子重組，分子重組，2000L培養(yǎng)培養(yǎng)液液 提取提取100g ， 相當(dāng)于相當(dāng)于2噸豬胰腺中提取

2、的量噸豬胰腺中提取的量 思考題：思考題：在以上把人的胰島素基因在以上把人的胰島素基因“嫁接嫁接”到大腸桿菌上的過程中，關(guān)鍵步驟或難點是到大腸桿菌上的過程中，關(guān)鍵步驟或難點是什么？什么？ 關(guān)鍵步驟一：胰島素基因怎樣從人的細胞內(nèi)提??？關(guān)鍵步驟一：胰島素基因怎樣從人的細胞內(nèi)提??？關(guān)鍵步驟二：胰島素基因由誰負責(zé)關(guān)鍵步驟二：胰島素基因由誰負責(zé)“運輸運輸”？ 關(guān)鍵步驟三：胰島素基因怎樣進入到大腸桿菌細胞內(nèi)？關(guān)鍵步驟三：胰島素基因怎樣進入到大腸桿菌細胞內(nèi)？在關(guān)鍵步驟的完成過程中都要用哪些基在關(guān)鍵步驟的完成過程中都要用哪些基因操作工具因操作工具 ？ 關(guān)鍵步驟一的工具：基因的剪刀關(guān)鍵步驟一的工具：基因的剪刀限制

3、性內(nèi)切酶。限制性內(nèi)切酶。 關(guān)鍵步驟二的工具：基因的針線關(guān)鍵步驟二的工具：基因的針線DNA連接酶。連接酶。 關(guān)鍵步驟三的工具：基因的運輸工具關(guān)鍵步驟三的工具：基因的運輸工具運載體。運載體。 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶：限制性核酸內(nèi)切酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶：限制性核酸內(nèi)切酶C T T A AG A A T T C GG A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶(2)基因的針線：基因的

4、針線：DNA連接酶連接酶C T T A AG黏性末端黏性末端 A A T T C G 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接連接酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶C T T A

5、AG A A T T C GDNA連接酶連接酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶C T T A AG A A T T C GDNA連接酶連接酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具C T T A AG A A T T C G(2)基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶重組DNA分子思考：如何將重組思考：如何將重組DNA分子送入受體細胞呢？分子送入受體細胞呢？ 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具是存在于是存在于細胞質(zhì)中獨立于染細胞質(zhì)中獨立于染色體而自主復(fù)制的色體而自主復(fù)制的環(huán)狀雙鏈環(huán)狀雙鏈DNA分子。分子。（3 3）基

6、因的運輸工具）基因的運輸工具運載體運載體一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具我國生產(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1 1、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制許多藥品的生產(chǎn)是許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂限，其價格往往十分昂貴。貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锷a(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問細胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的

7、藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動物的胰胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價格降低素！使其價格降低了了30%-50%!30%-50%!從人血中提取干擾素，從人血中提取干擾素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通過基因工程的通過基因工

8、程的方式創(chuàng)造了能合成人方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，干擾素的大腸桿菌，每每1Kg1Kg的培養(yǎng)液可提取的培養(yǎng)液可提取20204mg4mg干擾素干擾素人造血液及其生產(chǎn)人造血液及其生產(chǎn)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒2 2、基因工程與作物育種、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)魚抗寒基因轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄的番茄為了提高大豆的單位產(chǎn)量和大豆耐蟲害、抗倒伏、抗低溫、為了提高大豆的單位產(chǎn)量和大豆耐蟲害、抗倒伏、抗低溫、抗干旱等能力，科學(xué)家將一種高含油料作物的某種基因，通抗干旱等能力，科學(xué)家將一種高含油料作物的某種基因，通過外體切割和重新組合的方法，引入大豆細胞中來，經(jīng)過幾過外體切割和重新組合的方法，引入大豆細胞中來，經(jīng)過幾代的培育和篩選，得到一種全新的大豆品種，將普通大豆的代的培育