基因工程及其應(yīng)用

基因工程

及其應(yīng)用第2節(jié)轉(zhuǎn)基因鮭魚抗蟲害的玉米請您欣賞抗蟲害的玉米抗蟲棉轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄請您欣賞我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。請您欣賞胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!請您欣賞基因工程做成的“超級細(xì)菌〞能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。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“超級細(xì)菌〞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DDT等毒害物質(zhì)。請您欣賞

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(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。請您欣賞水母請您欣賞密碼子在生物界是的！通用思考：轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種生物的某些性狀在另一種生物中表達(dá)。這些性狀的表達(dá)與我們學(xué)過的基因的什么過程有關(guān)？1979年，美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌生產(chǎn)胰島素，大大降低了生產(chǎn)本錢。DNA(基因)

mRNA蛋白質(zhì)(性狀)翻譯轉(zhuǎn)錄

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，定向地改造生物的性狀?！?〕原理：基因重組〔2〕操作水平：DNA分子水平〔3〕操作環(huán)境：生物體外〔4〕結(jié)果：定向地改造生物的性狀，獲得人類所需要的新品種。一、基因工程的原理1、基因工程的概念：2、基因工程操作的根本工具例如：EcoRI能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子?！?〕、基因的“剪刀〞——限制性核酸內(nèi)切酶〔限制酶〕重播什么叫黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合〞起來，是把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子才能形成?！?〕、基因的“針線〞——DNA連接酶〔2〕、基因的“針線〞──DNA連接酶連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。DNA連接酶與DNA聚合酶有區(qū)別嗎?考思①作用對象；②作用條件；③作用部位常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒〔3〕、基因的“運(yùn)輸工具〞——運(yùn)載體要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因(如抗蟲基因),送入受體細(xì)胞(如棉細(xì)胞),還需要有運(yùn)輸工具,這就是運(yùn)載體。作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2.具多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3.具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反響的基因等。大腸桿菌的質(zhì)粒：最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。質(zhì)粒的特點(diǎn)：1、細(xì)胞染色體〔或擬核DNA分子〕外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2、質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成?！?〕、獲取目的基因基因工程的第一步，是取得人們所需要的特定基因，也就是目的基因如抗蟲基因，抗病基因、種子的貯存蛋白基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等都是目的基因。要獲得目的基因，主要有兩條途徑：一條是從供體細(xì)胞的DNA中直接別離基因，另一條是人工合成基因。3、基因工程操作的根本步驟〔2〕、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對后，在DNA連接酶的作用下連接形成重組DNA分子。細(xì)菌供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出DNA用限制酶切斷DNA用連接酶連接目的基因〔3〕、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞擴(kuò)增〔4〕、目的基因的表達(dá)和檢測大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。將每個受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保存有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物

１、基因工程與作物育種1993年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家成功地培育出了抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強(qiáng)的蛋白質(zhì)晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅目害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑铮棺魑镒陨砭哂械钟x害的能力。二、基因工程的應(yīng)用生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄2、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。假設(shè)將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，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)本錢。胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!基因工程做成的“超級細(xì)菌〞能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。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“超級細(xì)菌〞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DDT等毒害物質(zhì)。3、基因工程與環(huán)境保護(hù)4、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性當(dāng)人類擁有了只有大自然才擁有的改造生物、創(chuàng)造生物的能力時，也感到了不安與困惑。人類是否有權(quán)按照自已的意愿操縱地球上的生命？人類創(chuàng)造的轉(zhuǎn)基因生物、轉(zhuǎn)基因食品是否會危害整個生物圈，包括人類自身？轉(zhuǎn)基因生物：轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯轉(zhuǎn)基因大豆閱讀課本Ｐ１０５討論：轉(zhuǎn)基因食品平安嗎？1.基因工程的正確操作步驟是〔〕

①使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因

Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②

Ｃ評價反饋2.以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D、DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵C3．采用基因工程的方法培育抗蟲棉，以下導(dǎo)入目的基因的作法正確的選項(xiàng)是①將毒素蛋白注射到棉受精卵中②將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重