6.2 基因工程及其应用(上课)

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)
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
2、基因工程与药物研制
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。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
基因工程的应用
１、基因工程与作物育种
1993年，中国农业科学院的 科学家成功地培育出了抗棉 铃虫的转基因抗虫棉，抗虫 的基因来自苏云金杆菌。苏 云金杆菌形成的伴胞晶体是 一种毒性很强的蛋白质晶体， 能使棉铃虫等鳞翅目害虫瘫 痪致死。科学家将编码这个 蛋白质的基因导入作物，使 作物自身具有抵御虫害的能 力。
—— 核心
质粒
DNA分子 同一种限制酶处理
一个切口 两个黏性末端 DNA连接酶
两个切口 获得目的基因
重组DNA分子（重组质粒）
（三）基因工程基本步骤
3、将目的基因导入受体细胞
将重组DNA导入受体细胞
扩增
（三）基因工程基本步骤
4、目的基因的检测与鉴定
大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的 受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它 从中筛选出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中 是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌 落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
第二节
基因工程：即 基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 定向 地改造生物的 遗传性状 。 生物的细胞里， 原 理：
基因重组
操作水平： DNA分子水平
结 果： 定向地改造生物的遗传性状，
获得人类所需要的品种。
二基因操作的工具
2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 B、有多个限制酶切点 （ D）
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
3、有关基因工程的叙述中，错误的是（B D ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状， 培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、质粒都可作为运载体
关键步骤一的工具： 基因的剪刀—限制性核酸内切酶
（目的基因的提取）
关键步骤二的工具： 基因的针线—DNA连接酶
（重组DNA）
关键步骤三的工具： 基因的运输工具—运载体
（目的基因的导入）
（二）基因操作的工具
• 基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限 制酶） 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。 限制酶
（三）基因工程基本步骤
1、获取目的基因
基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基 因，也就是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种 子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰 素基因等都是目的基因。
（三）基因工程基本步骤
2、目的基因与运载体结合
细菌 供体细胞
取出质粒
取出DNA
表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
小结
第二节
基因工程及其应用
一 概念 二 基因工程的原理
基因剪刀--- 限制酶
1.操作工具
基因针线---- DNA连接酶 运载体——质粒噬菌体动植物病毒
2.操作步骤------基因工程四步曲
1以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶 切点，以便与外源基因连接 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
• 大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒是大肠 杆菌的质粒，其中常 含有抗药基因，如四 环素的标记基因。质 粒的存在与否对宿主 细胞生存没有决定性 作用，但在宿主细胞 内能复制。
（二）基因操作的工具
• 作为运载体必须具备哪些条件？ 1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3.具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应 的基因等。 （4）.对宿主细胞无毒害作用。
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物 体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞 内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
运载体
1.作用： 将外源基因送入受体细胞。 2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 质粒:细菌以及酵母菌等生物中,染色体外 能够自主复制的很小的环状DNA分子.
（二）基因操作的工具
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%!
3、
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质。
环境保护
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。
4、转基因生物和转基因食品的安全性
当人类拥有了只有大自然才拥有 的改造生物、创造生物的能力时， 也感到了不安与困惑。人类是否 有权按照自已的意愿操纵地球上 的生命？人类创造的转基因生物、 转基因食品是否会危害整个生物 圈，包括人类自身？
阅读课本Ｐ１０５讨论：转基因食品安全吗？
练习：
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是 （Ａ） ①限制酶 Ａ．①② ②连接酶 Ｂ．③④ ③解旋酶 Ｃ．①④ ④还原酶 Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从 供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限 制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切 点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ Ｂ） Ａ．高效性 Ｂ．专一性 Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响
2基因工程的正确操作步骤是（ Ｃ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 Ａ． ③② ④ ① Ｂ． ② ④① ③ Ｃ． ④① ② ③ Ｄ． ③ ④ ① ②
3．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及 对应的内容，正确的组合是 （ C ）
（二）基因操作的工具
限制 酶
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）
（二）基因操作的工具
• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝 隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的 断口连接起来，这样一个重组的DNA分 子才能形成。
（二）基因操作的工具
• 怎样才能导入受体细胞？
导入过程需要运输工具——运载体。