基因工程及其应用3

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1、第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用一、基因工程的原理（一）概念：又称基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因______出来，加以________，然后放到另一种生物的细胞里，定向地______生物的遗传性状。基因工程是在DNA______水平上进行设计施工。提取修饰改造改造分子原理：操作水平：特点：基因重组。DNA分子水平。基因工程(geneengineering)实现基因在不同种生物之间的转移，将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上，定向改造生物的遗传性状，培育出

2、新品种。（二）基因工程的基本工具1、基因的“剪刀”-----限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）作用与特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。作用部位：3、5—磷酸二酯键。＋H2OOOHH碱基POHOOHO5′OOHH碱基POHOOHO3′OOH碱基POHOOHO3′OOHH碱基POHOO5′磷酸二酯键的水解如：大肠杆菌(E.coRI)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。EcoRⅠ限制酶限制酶GCTTAAAATTCG黏性末端黏性末端5’5’3’3’限制性内切酶（Ec

3、oRⅠ）作用过程点击播放（2）作用结果：产生黏性末端。即被限制酶切开的DNA两条单链的切口，伸出的核苷酸正好互补配对。1、两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，产生的黏性末端相同吗？思考:一般不同2、用不同的限制酶切割呢？相同２、基因的针线──DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。－H2OOOHH碱基POHOOHO5′OOHH碱基POHOOHO3′OOH碱基POHOOHO3′OOHH碱基POHOO5′磷酸二酯键的形成DNA连接酶的作用过程点击播放基因的针线：DNA连接

4、酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键问题DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？相同点：都能催化形成磷酸二酯键。不同点：DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，只能连接双链而不能连接单链DNA的缺口；连接两个DNA片段不需要模板。DNA聚合酶：只能将单个核苷酸加到已有核酸片段的末端，形成磷酸二酯键；合成互补的DNA链需要模板。3、基因的运载体（2）条件①能够在

5、宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（3）常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1）运载体的概念标记基因，便于进行检测。其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.（4）它们的共同特点是都有侵染或进入宿主细胞的能力（三）基因工程操作的基本步骤提取目的基因（外源基因）1目的基因与运载体结合2将目的基因导入受体细胞3目的基因的检测和鉴定4？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？①从细胞中分离出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA

6、片断③分离大肠杆菌中的质粒④DNA重组⑤用重组质粒转化大肠杆菌⑥培养大肠杆菌克隆大量基因二、基因工程的应用1、基因工程与作物育种主要是培育高产、优质、抗逆性或具有特殊用途的动植物新品种。科学家将苏云金芽孢杆菌的伴胞晶体基因导入作物，使作物自身具有了抵御虫害的能力。培育抗虫基因作物，减少了农药用量，降低了生产成本，减少了农药对环境的污染。转鱼抗冻蛋白基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的甜椒生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)基因工程育种具有什么优点？定向改造生物的遗传性状，克服远缘杂交不亲和障碍

7、。转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。用转基因的植物生产药物水母蓝色妖姬最新款的摩托车你想过吗?谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？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许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，

8、不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物