基因工程及其應(yīng)用二

第二節(jié)

《基因工程及其應(yīng)用》第六章《從雜交育種到基因工程》學(xué)習(xí)目標(biāo)★了解基因工程的概念★★★理解基因工程的工具、基本操作步驟★了解基因工程的應(yīng)用情況假定你是一位知名的育種專(zhuān)家，某動(dòng)物園為了迎合觀眾獵奇的心理，想請(qǐng)你為他們培育出下面幾只“怪物”，請(qǐng)問(wèn)你準(zhǔn)備用什么方法？怪物1“香蕉魚(yú)?”怪物2怪物3這就要用到定向改造生物的新技術(shù)

——基因工程傳統(tǒng)的育種方法能否實(shí)現(xiàn)？

又稱(chēng)基因拼接技術(shù),或重組DNA技術(shù)。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改造生物的遺傳性狀?；蚬こ?geneengineering)原理：操作水平：結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類(lèi)所需要的品種?；蚬こ?geneengineering)能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌基因“嫁接”實(shí)例展示培育轉(zhuǎn)基因大大腸桿菌的簡(jiǎn)簡(jiǎn)要過(guò)程：你認(rèn)為上述培培育轉(zhuǎn)基因大大腸桿菌的關(guān)關(guān)鍵步驟有哪哪些？普通大腸桿菌菌(不能分泌胰島島素)人體組織細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)培育轉(zhuǎn)基因大大腸桿菌的關(guān)關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)2.TWO胰島素基因與運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因的“剪刀”基因的“針線(xiàn)”基因的運(yùn)載體如:EcoRI1、該限制酶酶只能識(shí)別GAATTC的序列，說(shuō)說(shuō)明了限制酶酶具有的特性性是。2、EcoRI限制酶酶識(shí)別了GAATTC的的序列后，將將會(huì)發(fā)生什么么樣的變化？？積極思考專(zhuān)一性1.基因的剪刀—限制性核酸內(nèi)內(nèi)切酶基因操作(geneengineering)的工具模型構(gòu)建1CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪剪切目的基因因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端2.分子針線(xiàn)線(xiàn)—DNA連連接酶(DNAlinking-enzyme)積極思考DNA連接酶酶連接的是兩兩個(gè)脫氧核苷苷酸(deoxyribonucleotide)分子的的什么部位？？基因操作(geneengineering)的工具（1）作用對(duì)對(duì)象：兩個(gè)具具有相同粘性性末端的DNA片段。（2）作用位位置：脫氧核核糖與磷酸之之間的缺口（（磷酸二酯鍵鍵）。（3）作用結(jié)結(jié)果：形成重重組DNA。。3、基因的““針線(xiàn)”指——DNA連接酶基因的針線(xiàn)：：DNA連接接酶G

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G用同種限制酶切割目的基因(如如人的胰島素素基因)怎樣樣才能導(dǎo)入受受體細(xì)胞(如如大腸桿菌細(xì)細(xì)胞)？3.基因的運(yùn)運(yùn)輸工具———運(yùn)載體(carrying)常用的運(yùn)載體體(carrying)有兩類(lèi)：1）細(xì)菌細(xì)胞胞質(zhì)的質(zhì)粒(plasmid)2）噬菌體(bacteriophages)或某些動(dòng)植物病毒(virus)基因操作(geneengineering)的工具大腸桿菌的質(zhì)粒(plasmid)：運(yùn)載體(carrying)應(yīng)該具有什么么特點(diǎn)呢?？基因操作(geneengineering)的工具運(yùn)載體(carrying)1能夠在宿主細(xì)細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；；２具有多個(gè)限制酶切切點(diǎn)以便與外源基基因相連；３具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩篩選．基因工程(geneengineering)的“四步步曲”提取目的基因1目的基因與運(yùn)載體結(jié)合2將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞3目的基因的檢測(cè)和表達(dá)412基因工程的操操作工具1.基因的剪剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶酶2.基因的針針線(xiàn)——ＤＮＡ連接酶酶3.基因的運(yùn)運(yùn)輸工具——運(yùn)載體基因工程的操操作步驟1.目的基因因的提取2.目的基因因與運(yùn)載體結(jié)合3.目的基因因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因因的檢測(cè)與表達(dá)基因工程(geneengineering)的原理小結(jié)四、基因工程程的應(yīng)用（一）、基因因工程與作物物育種1、在農(nóng)作物物生產(chǎn)方面目的：培育出出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)、抗逆性的的優(yōu)良作物及及新品種。優(yōu)點(diǎn)：降低生生產(chǎn)成本，減減少農(nóng)藥的使使用對(duì)環(huán)境的的危害，提高高農(nóng)作物對(duì)不不良環(huán)境的適適應(yīng)能力。轉(zhuǎn)抗寒基因的番茄（一）、基因因工程與作物物育種2、在畜牧養(yǎng)殖殖方面科學(xué)家利用基基因工程的方方法培育出了了轉(zhuǎn)基因奶牛牛、超級(jí)綿羊羊等多種轉(zhuǎn)基基因動(dòng)物。生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)(二）、基因因工程與藥物物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受受材料來(lái)源限限制產(chǎn)量有限限，其價(jià)格往往往十分昂貴貴。微生物生長(zhǎng)迅迅速，容易控控制，適于大大規(guī)模工業(yè)化化生產(chǎn)。若將生物合成相相應(yīng)藥物成分分的基因?qū)胛⑸锛?xì)細(xì)胞內(nèi)，讓它它們產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的藥物，不不但能解決產(chǎn)產(chǎn)量問(wèn)題，還還能大大降低低生產(chǎn)成本。。胰島素從豬、、牛等動(dòng)物的的胰腺中提取取，100Kg胰腺只能提取取4-5g的胰島素，其其產(chǎn)量之低和和價(jià)格之高可可想而知。將合成的胰島島素基因?qū)肴氪竽c桿菌，，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)產(chǎn)生100g胰島素！使其其價(jià)格降低了了30%-50%!優(yōu)點(diǎn)：能夠高高效率地生產(chǎn)產(chǎn)出各種高質(zhì)質(zhì)量，低成本本的藥品。（三）、環(huán)環(huán)境保護(hù)基因工程做成成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解解多種污染環(huán)環(huán)境的物質(zhì)。。通常一種細(xì)菌菌只能分解石石油中的一種種烴類(lèi)，用基基因工程培育育成功的“超超級(jí)細(xì)菌”卻卻能分解石油油中的多種烴烴類(lèi)化合物。。有的還能吞吞食轉(zhuǎn)化汞、、鎘等重金屬屬，分解DDT等毒害物物質(zhì)。1998年，，英國(guó)一位生生物學(xué)家在電電視節(jié)目中宣宣布：老鼠食食用了轉(zhuǎn)基因因馬鈴薯后，，腎、脾和消消化道都出現(xiàn)現(xiàn)了損傷，體體重和器官重重量減輕，免免疫系統(tǒng)遭到到破壞。五、轉(zhuǎn)基因生生物和食品的的安全？閱讀課本Ｐ１０５討論：轉(zhuǎn)基因因食品安全嗎嗎？小結(jié)：五種育育種方式的比比較⒈要使目的基基因與對(duì)應(yīng)的的載體重組，，所需的工具具酶是①限制酶②②連接酶③③解旋酶④④還原酶ＡＡ．．①②Ｂ．．③④Ｃ．．①④Ｄ．．②③2.下列關(guān)于于基因工程的的敘述中,正正確的是:A.限制酶只只用于提取目目的基因B.細(xì)菌體內(nèi)內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)運(yùn)載體

C.DNA連接接酶可用于目目的基因和運(yùn)運(yùn)載體的連接接

D.重組組DNA分子子一旦進(jìn)入受受體細(xì)胞,基基因工程則完完成.3.以下說(shuō)法法正確的是:A.目的基因因是指重組DNAB.一種限制制酶只能識(shí)別別一種特定的的核苷酸序列列

C.DNA重組所用用的工具酶是是限制酶、連連接酶和運(yùn)載載體

D.只只要受體細(xì)胞胞中含有目的的基因，目的的基因就一定定能夠成成功表表達(dá)ACB小試身身手4.基基因工工程技技術(shù)在在培育育抗旱旱植物物用于于發(fā)展展沙漠漠農(nóng)業(yè)業(yè)和改改造沙沙漠方方面顯顯示了了良好好的前前景,荷蘭蘭一家家公司司將大大腸桿桿菌中中的海海藻糖糖合成成酶基基因?qū)?dǎo)入植植物(如甜甜菜、、馬鈴鈴薯等等)中中并獲獲得有有效表表達(dá)，，使““工程程植物物”增增強(qiáng)了了耐旱旱性、、耐寒寒性的的基本本操作作步驟驟是：：①②②③④④（2））基因因表達(dá)達(dá)的含含義是是：（3））寫(xiě)出出酶基基因工工程在在植物物體內(nèi)內(nèi)的表表達(dá)過(guò)過(guò)程：：（4））基因因工程程操作作中的的工具具是：：海藻糖糖合成成酶基基因的的獲取取目的基基因與與運(yùn)載載體結(jié)結(jié)合將目的的基因因?qū)肴胧荏w體細(xì)胞胞目的基基因的的表達(dá)達(dá)和檢檢測(cè)基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋蛋白質(zhì)質(zhì)，體體現(xiàn)出出相應(yīng)應(yīng)的性性狀酶基因mRNA海藻糖合成酶轉(zhuǎn)錄翻譯5、基基因工工程應(yīng)應(yīng)用的的原理理是()Ａ．染染色體體變異異ＢＢ．．基因因突變變Ｃ．基基因重重組ＤＤ．細(xì)細(xì)胞的的全能能性練一練練7、下下列哪哪項(xiàng)不不是基基因工工程中中經(jīng)常常使用用的運(yùn)運(yùn)載體體（））Ａ．細(xì)細(xì)菌質(zhì)質(zhì)粒ＢＢ．．噬菌菌體Ｃ．動(dòng)動(dòng)植物物病毒毒ＤＤ．