基因工程及其應(yīng)用

你見(jiàn)過(guò)嗎？基因工程及其應(yīng)用本節(jié)聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些應(yīng)用？4、轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有用的抗生素——青霉素基因決定性狀家蠶能夠吐出蠶絲為人類(lèi)利用基因決定性狀豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮基因決定性狀設(shè)想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細(xì)菌“吐出”蠶絲？設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？設(shè)想三定向基因改造設(shè)想

經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)——基因工程。

你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)出，這種基因的“嫁接”是怎么實(shí)現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類(lèi)似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？問(wèn)題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌一、基因工程的原理：1、概念：就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ痰膭e名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平基本過(guò)程剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)結(jié)果人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物2、基因的“剪刀”

——限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定DNA切點(diǎn)，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵。例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識(shí)別

GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。

一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有4000多種。CTTAAGGCAATT例：EcoRI

酶切位點(diǎn)限制酶：從特殊的酶切位點(diǎn)將DNA分子切開(kāi)3、基因的“針線(xiàn)”

——DNA連接酶連接酶的作用：

將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。連接的部位：

生成3′-5′磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過(guò)程：DNA連接酶的作用過(guò)程4、基因的運(yùn)載體

——質(zhì)粒或病毒作用：

將外源基因送入受體細(xì)胞。條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。具有某些標(biāo)記基因。種類(lèi)：

質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒①?gòu)募?xì)胞中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因基因工程過(guò)程示意圖基因工程的操作步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測(cè)二、基因工程的應(yīng)用：1、基因工程與作物育種2、基因工程與藥物研制：三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性：轉(zhuǎn)基因馬鈴薯轉(zhuǎn)基因煙草抗蟲(chóng)棉抗CMV甜椒抗蟲(chóng)原理？抗蟲(chóng)結(jié)果？

全身散發(fā)綠色熒光的轉(zhuǎn)基因魚(yú)乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊美科學(xué)家研制出世界上第一只轉(zhuǎn)基因蝴蝶首只轉(zhuǎn)基因猴降生超凡嗅覺(jué)能力的轉(zhuǎn)基因鼠臨床常見(jiàn)的生長(zhǎng)激素，干擾素和乙肝疫苗