基因工程及其应用1

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1、第2节基因工程及其应用从大肠杆菌说起－－胰岛素胰岛素每100kg猪或牛的胰腺中提取4~5g胰岛素1979年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液提取100g，相当于2吨猪胰腺中提取的量从大肠杆菌说起－－干扰素干扰素（抗病毒的特效药，也可治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病）一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。传统生产方法：血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，1个细胞最多生产100~1000个干扰素分子基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个干扰素分子。1KG培养物中可以得到20~40mg干扰素问题探讨1、

2、为什么要把人的基因“嫁接”到大肠杆菌上？2、把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去后与普通细菌有什么不同？3、怎样把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去？转入人胰岛素基因的大肠杆菌一、基因工程原理基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，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。原理：操作水平：结果：目的基因供体细胞受体细胞基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得新性状提取培育转基因大肠杆菌的简要过程你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些

3、？普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素)人体组织细胞胰岛素基因与运载体DNA拼接导入大肠杆菌(含胰岛素基因)转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素)实例展示：培育转基因大肠杆菌的关键步骤1.ONE胰岛素基因从人体细胞内提取出来2.TWO胰岛素基因与运载体DNA连接3.THREE胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（限制酶）基因操作的工具限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。特点：专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸

4、序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。大肠杆菌(EcoRI)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因黏性末端什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。基因的针线——DNA连接酶基因操作的工具DNA连接酶可把黏性

5、末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。磷酸二酯键使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG重组DNA分子(含抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具基因的运载工具——运载体：常用的运载体主要有两类：1）细菌细胞质的质粒2）噬菌体或某些动植物病毒质粒：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主

6、复制的很小的环状DNA分子。质粒是基因工程最常用的运载体。绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。二、基因工程的应用运用基因工程技术，获得了高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。1、基因工程与作物育种基因工程在农业上的应用培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病

7、基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆2002年，中国转基因棉花达到150万公顷，已经占到棉花产量的1／3.我国大豆食用油近七成是“转基因”产品与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短基因工程在畜牧业的应用繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精卵中。将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白

8、细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱