第二節

《基因工程及其應用》第六章《從雜交育種到基因工程》學習目標★了解基因工程的概念★★★理解基因工程的工具、基本操作步驟★了解基因工程的應用情況假定你是一位知名的育種專家，某動物園為了迎合觀眾獵奇的心理，想請你為他們培育出下面幾只“怪物”，請問你準備用什么方法？怪物1“香蕉魚?”怪物2怪物3這就要用到定向改造生物的新技術

——基因工程傳統的育種方法能否實現？

又稱基因拼接技術,或重組DNA技術。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胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。基因工程(geneengineering)原理：操作水平：結果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。基因工程(geneengineering)能產生人胰島素的大腸桿菌基因“嫁接”實例展示培育轉基因大大腸桿菌的簡簡要過程：你認為上述培培育轉基因大大腸桿菌的關關鍵步驟有哪哪些？普通大腸桿菌菌(不能分泌胰島島素)人體組織細胞提取胰島素基因與運載體DNA拼接導入大腸桿菌(含胰島素基因)轉基因大腸桿菌(能分泌胰島素)培育轉基因大大腸桿菌的關關鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細胞內提取出來2.TWO胰島素基因與運載體DNA連接3.THREE胰島素基因導入受體(大腸桿菌)細胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運載體如:EcoRI1、該限制酶酶只能識別GAATTC的序列，說說明了限制酶酶具有的特性性是。2、EcoRI限制酶酶識別了GAATTC的的序列后，將將會發生什么么樣的變化？？積極思考專一性1.基因的剪刀—限制性核酸內內切酶基因操作(geneengineering)的工具模型構建1CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習使用EcoRI剪剪切目的基因因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端2.分子針線線—DNA連連接酶(DNAlinking-enzyme)積極思考DNA連接酶酶連接的是兩兩個脫氧核苷苷酸(deoxyribonucleotide)分子的的什么部位？？基因操作(geneengineering)的工具（1）作用對對象：兩個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）作用結結果：形成重重組DNA。。3、基因的““針線”指——DNA連接酶基因的針線：：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)怎樣樣才能導入受受體細胞(如如大腸桿菌細細胞)？3.基因的運運輸工具———運載體(carrying)常用的運載體體(carrying)有兩類：1）細菌細胞胞質的質粒(plasmid)2）噬菌體(bacteriophages)或某些動植物病毒(virus)基因操作(geneengineering)的工具大腸桿菌的質粒(plasmid)：運載體(carrying)應該具有什么么特點呢?？基因操作(geneengineering)的工具運載體(carrying)1能夠在宿主細細胞內復制并穩定保存；；２具有多個限制酶切切點以便與外源基基因相連；３具有標記基因，便于進行篩篩選．基因工程(geneengineering)的“四步步曲”提取目的基因1目的基因與運載體結合2將目的基因導入受體細胞3目的基因的檢測和表達412基因工程的操操作工具1.基因的剪剪刀——限制性內切酶酶2.基因的針針線——ＤＮＡ連接酶酶3.基因的運運輸工具——運載體基因工程的操操作步驟1.目的基因因的提取2.目的基因因與運載體結合3.目的基因因導入受體細胞4.目的基因因的檢測與表達基因工程(geneengineering)的原理小結四、基因工程程的應用（一）、基因因工程與作物物育種1、在農作物物生產方面目的：培育出出高產、穩產產、抗逆性的的優良作物及及新品種。優點：降低生生產成本，減減少農藥的使使用對環境的的危害，提高高農作物對不不良環境的適適應能力。轉抗寒基因的番茄（一）、基因因工程與作物物育種2、在畜牧養殖殖方面科學家利用基基因工程的方方法培育出了了轉基因奶牛牛、超級綿羊羊等多種轉基基因動物。生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)(二）、基因因工程與藥物物研制我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生生產是從生物組織中提取的。受受材料來源限限制產量有限限，其價格往往往十分昂貴貴。微生物生長迅迅速，容易控控制，適于大大規模工業化化生產。若將生物合成相相應藥物成分分的基因導入微生物細細胞內，讓它它們產生相應應的藥物，不不但能解決產產量問題，還還能大大降低低生產成本。。胰島素從豬、、牛等動物的的胰腺中提取取，100Kg胰腺只能提取取4-5g的胰島素，其其產量之低和和價格之高可可想而知。將合成的胰島島素基因導入入大腸桿菌，，每2000L培養液就能產產生100g胰島素！使其其價格降低了了30%-50%!優點：能夠高高效率地生產產出各種高質質量，低成本本的藥品。（三）、環環境保護基因工程做成成的“超級細菌”能吞食和分解解多種污染環環境的物質。。通常一種細菌菌只能分解石石油中的一種種烴類，用基基因工程培育育成功的“超超級細菌”卻卻能分解石油油中的多種烴烴類化合物。。有的還能吞吞食轉化汞、、鎘等重金屬屬，分解DDT等毒害物物質。1998年，，英國一位生生物學家在電電視節目中宣宣布：老鼠食食用了轉基因因馬鈴薯后，，腎、脾和消消化道都出現現了損傷，體體重和器官重重量減輕，免免疫系統遭到到破壞。五、轉基因生生物和食品的的安全？閱讀課本Ｐ１０５討論：轉基因因食品安全嗎嗎？小結：五種育育種方式的比比較⒈要使目的基基因與對應的的載體重組，，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.細菌體內內的環狀DNA均可作運運載體

C.DNA連接接酶可用于目目的基因和運運載體的連接接

D.重組組DNA分子子一旦進入受受體細胞,基基因工程則完完成.3.以下說法法正確的是: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、連連接酶和運載載體

D.只只要受體細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ACB小試身身手4.基基因工工程技技術在在培育育抗旱旱植物物用于于發展展沙漠漠農業業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導導入植植物(如甜甜菜、、馬鈴鈴薯等等)中中并獲獲得有有效表表達，，使““工程程植物物”增增強了了耐旱旱性、、耐寒寒性的的基本本操作作步驟驟是：：①②②③④④（2））基因因表達達的含含義是是：（3））寫出出酶基基因工工程在在植物物體內內的表表達過過程：：（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載載體結結合將目的的基因因導入入受體體細胞胞目的基基因的的表達達和檢檢測基因通過轉錄、翻譯合成蛋蛋白質質，體體現出出相應應的性性狀酶基因mRNA海藻糖合成酶轉錄翻譯5、基基因工工程應應用的的原理理是()Ａ．染染色體體變異異ＢＢ．．基因因突變變Ｃ．基基因重重組ＤＤ．細細胞的的全能能性練一練練7、下下列哪哪項不不是基基因工工程中中經常常使用用的運運載體體（））Ａ．細細菌質質粒ＢＢ．．噬菌菌體Ｃ．動動植物物病毒毒ＤＤ．