伊春區(qū)二中譚秋菊基因工程及應(yīng)用上課用課件

豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮資料一：目前，全球的氮肥生產(chǎn)耗費(fèi)世界總電力的3%-4%，且農(nóng)作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面積土壤和水質(zhì)的污染。資料分析引入蜘蛛能夠吐出蛛絲資料二：蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因?yàn)樗鼈儠?huì)互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場(chǎng)。30多年來，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。資料三以往，治療糖尿病的胰島素是從動(dòng)物胰腺中提取的，從100千克豬、牛等動(dòng)物的胰腺只能提取3－4克胰島素，治療一個(gè)患者需宰殺40－50頭牛，這種藥物的造價(jià)就可想而知了。微生物可以分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾和改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改變生物的遺傳性狀。一、基因工程概念

2/10/2023基因工程的概念基本過程基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA上分子水平定向的改造生物的遺傳性狀剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組(定向變異）結(jié)果操作水平操作對(duì)象操作環(huán)境基因工程的別名實(shí)質(zhì)（原理）一、基因工程的基本工具1、基因的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶CTT

AAG

AA

TTCG④舉例：

主要存在于微生物中專一性，一種酶只能特定識(shí)別一種特定的核苷酸序列，在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）大腸桿菌的一種ECORI限制酶識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開）。

黏性末端黏性末端①存在：③結(jié)果：

②特點(diǎn)：

1、下列是同種限制性內(nèi)切酶切割產(chǎn)生的粘性末端的是（）A．①②B．②③C．③④D．②④E。⑤⑥E經(jīng)同一種限制酶切割的ＤＮＡ分子產(chǎn)生相同的粘性末端（1）作用：將外源基因送入受體細(xì)胞（2）種類：1）質(zhì)粒：存在于細(xì)菌、酵母菌等生物的細(xì)胞中，是細(xì)胞核或擬核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子2）噬菌體或動(dòng)植物病毒等2.基因的運(yùn)輸工具：運(yùn)載體

3）作為運(yùn)載體需要具備的條件①對(duì)受體細(xì)胞無害

②能與目的基因結(jié)合；具有多個(gè)限制酶

切點(diǎn)以便于外源基因相連；

③能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制④具有某些標(biāo)記基因便于篩選；

（1）作用對(duì)象：兩個(gè)具有相同粘性末端的DNA片段（2）作用位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口（磷酸

二酯鍵）。（3）作用結(jié)果：形成重組DNA。3、基因的“針線”指

——DNA連接酶3.基因的針線：DNA連接酶

AA

TTCCTT

AAGG153.基因的針線：DNA連接酶AA

TTCCTT

AAGGDNA連接酶3.基因的針線：DNA連接酶

AA

TTCCTT

AAGGDNA連接酶連接磷酸二酯鍵第一步：第二步：獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運(yùn)載體，并用DNA連接酶連接。三、基因工程基本步驟

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(cè)出來。將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)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，保留有表達(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

四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種抗蟲轉(zhuǎn)基因植物轉(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(jià)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)。若將生物合成相應(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)成本。

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。

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國)，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。用轉(zhuǎn)基因的植物生產(chǎn)藥物轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭論支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。美國人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)上有4000多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會(huì)得病，甚至?xí)鹚劳觥?/p>

加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國，均有幾千萬人在吃，到現(xiàn)在為止也沒有—個(gè)案例說明它有問題。反對(duì)派的觀點(diǎn)一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長期安全測(cè)試，長期食用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。⒈要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③⒉實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點(diǎn)在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．專一性Ｃ．多樣性Ｄ．催化活性易受外界影響ＡＢ隨練習(xí)堂科學(xué)家將攜帶抗蟲基因的運(yùn)載體導(dǎo)入二倍體棉花細(xì)胞中,經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性基因的植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作雜合子。得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲毒殺效果高達(dá)80-100%。該資料中，雜合子抗蟲棉個(gè)體在自交F1代中，理論上仍具有抗蟲特性的植株