第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用第6章從雜交育種到基因工程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。

微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快設(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”蛛絲？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)想三經(jīng)過多年的努力，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?；蚬こ滩僮鞯墓ぞ邔⒛康幕蚱瑪鄰娜梭w細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。將目的基因與運(yùn)載體DNA連接，需要基因的針線——DNA連接酶。將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。限制性內(nèi)切酶分布：主要在微生物中。特點(diǎn)：專一性（特異性），即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。舉例：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。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200多種。1、要想獲得目的基因必須用限制酶切幾個(gè)切口？思考與討論:目的基因目的基因黏性末端黏性末端GCTATAGCTATA2、會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？思考與討論:目的基因DNA連接酶的作用過程點(diǎn)擊播放GC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割G

AA

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TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GDNA連接酶CTT

AAG

AA

TTCG重組DNA分子（外源基因）？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是磷酸二酯鍵運(yùn)載體作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。大腸桿菌DNA

質(zhì)粒（環(huán)狀DNA分子）控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因抗生素抗性基因利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2.具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3.對(duì)宿主細(xì)胞無毒害作用。4.具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。1、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等2、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多。3、若運(yùn)載體是質(zhì)粒，受體細(xì)胞為細(xì)菌應(yīng)作何處理：應(yīng)用CaCl2處理目的是：增大細(xì)胞壁的通透性12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性內(nèi)切酶2.基因的針線

——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體

基因工程的操作步驟1.目的基因的提取2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與表達(dá)基因工程(geneengineering)的原理小結(jié)四、基因工程的應(yīng)用一、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。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。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!3、環(huán)境保護(hù)

基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。

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?課究探后

課題：利用網(wǎng)絡(luò)資源并結(jié)合教材中的資料分析,就“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性”以小論文的形式發(fā)表個(gè)人見解。

exercise

基因工程的正確操作步驟是:①使