基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用1基因工程：即。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，地改造生物的。原理：操作水平：結(jié)果：一、基因工程基因重組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?；蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀基因工程：即2培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡要過程：你認為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟有哪些？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)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(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)實例展示培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡要過程：你認為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的3培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細胞內(nèi)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?qū)胧荏w(大腸桿菌)細胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運載體培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細胞41、基因的“剪刀”—限制性核酸內(nèi)切酶

專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。作用于：磷酸二酯鍵，結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端。二、基因操作的工具1、基因的“剪刀”—限制性核酸內(nèi)切酶二、基因操作的5CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端CTTCATG62.分子針線—DNA連接酶(DNAlinking-enzyme)積極思考DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？基因操作(geneengineering)的工具2.分子針線—DNA連接酶(DNAlinking-enz7（2006.臺州質(zhì)檢）下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相應(yīng)DNA連接酶將它們恢復連接的組合是①…CTGCA

…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…G…A.①③；②④

B.①②；③④

C.①④；②③

D.以上都不對A（2006.臺州質(zhì)檢）下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能8使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重組DNA分子RecombinantDNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATG9DNA連接酶的作用是：A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵

B.黏性末端之間形成氫鍵

C.兩個DNA末端間的縫隙連接

D.A、B、C都對CDNA連接酶的作用是：A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵

B.黏性末103、基因的運載體（2）條件①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存②具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接③具有標記基因，便于進行篩選如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。、（3）常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等（1）運載體的概念3、基因的運載體（2）①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存②具11

標記基因，便于進行檢測。

其中質(zhì)粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是細胞染色體外能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子.

（4）它們的共同特點是都有侵染或進入宿主細胞的能力標記基因，便于進行檢測。其中質(zhì)粒存在于許多細12從細胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因與運載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的表達與檢測三、基因工程操作的基本步驟從細胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基13第一步：獲取目的基因三、基因工程基本步驟1、直接分離基因——鳥槍法

該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。第一步：獲取目的基因三、基因工程基本步驟1、直接分離基因——14有兩種方法：

①逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下利用脫氧核苷酸合成DNA(基因)。

②化學合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核糖核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。⑵人工合成基因法有兩種方法：

①逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆15第二步：目的基因與運載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運載體，并用DNA連接酶連接。第二步：目的基因與運載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基16標記基因，便于進行檢測。某細菌質(zhì)粒上的標記基因如右圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?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。這是因為基因水平上，人和細菌的遺傳機制一致：(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_____________。結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端。使其價格降低了30%-50%!CTTCATGAATTCCCTAA鑒別和篩選含有目的基因的細胞轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細胞

③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求

④提取目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞GAAGTACTTAAGGGATT(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入________________酶。②化學合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核糖核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。某細菌質(zhì)粒上的標記基因如右圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_____________。外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上生長情況也不同，右圖示外源基因在質(zhì)粒中可插入的位置有a、b、c點。在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長情況基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割標記基因，便于進行檢測?；虻尼樉€：DNA連接酶

GA17第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞1、常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動植物細胞等2、常用微生物作受體細胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞1、常用的受體細胞：大腸桿菌、18

(1)檢測的意義：鑒別目的基因是否真正導入受體細胞。

(2)檢測方法：大腸桿菌質(zhì)粒具有抗青霉素基因（標記基因），只要檢測受體細胞具有抗青霉素的能力，就說明導入了目的基因。

(3)目的基因的表達：受體細胞表現(xiàn)出特定性狀，說明目的基因?qū)牒屯瓿杀磉_過程。目的基因的檢測和表達第四步:(1)檢測的意義：鑒別目的基因是否真正導入受體細胞。目的19⒈要使目的基因與對應(yīng)的運載體重組，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．②③2.基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細胞

③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求

④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②積極思維:⒈要使目的基因與對應(yīng)的運載體重組，所需的兩種酶是()積極思20四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種21蘇云金桿菌蘇云金桿菌22轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（23基因工程及其應(yīng)用公開課課件24生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因25中國農(nóng)業(yè)大學獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導入人基因具特殊用途的豬和小鼠中國農(nóng)業(yè)大學獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導入人基因具特殊用途的豬和小26SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。G…基因的針線：DNA連接酶專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。________________________________________。轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）CTTCATGAATTCCCTAACTTAAG________________________________________。2、基因工程與藥物研制1、直接分離基因——鳥槍法人與細菌是差異非常大的兩種生物，為什么通過基因重組后，細菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)呢？專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端。將目的基因?qū)胧荏w細胞RecombinantDNA基因工程：即。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锛毎麅?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。SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因2、基因27胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，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！使其價格降低了30%-50%!胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取28

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，29乙肝疫苗我國生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品乙肝疫苗我國生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國生產(chǎn)的部分胰島素30拓展題：1.人與細菌是差異非常大的兩種生物，為什么通過基因重組后，細菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)呢？這是因為基因水平上，人和細菌的遺傳機制一致：1.遺傳物質(zhì)都是DNA2.共同使用一套密碼子3.都遵循中心法則拓展題：這是因為基因水平上，人和細菌的遺傳機制一致：31四、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3、環(huán)境保護：實例：抗蟲植物、耐鹽堿棉花、轉(zhuǎn)基因奶牛、超級綿羊等。培養(yǎng)抗蟲植物的意義：成本低、污染少胰島素、干擾素、白細胞介素等凈化石油的超級細菌四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種實例：32從細胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因與運載體結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的表達與檢測三、基因工程操作的基本步驟從細胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶提取目的基333．質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細菌體內(nèi)。某細菌質(zhì)粒上的標記基因如右圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上生長情況也不同，右圖示外源基因在質(zhì)粒中可插入的位置有a、b、c點。某同學根據(jù)實驗現(xiàn)象對其插入的位點進行分析，其中分析正確的是實驗現(xiàn)象實驗推論在含青霉素培養(yǎng)基上生長情況在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長情況目的基因插入的位置A能生長能生長aB不能生長能生長bC能生長不能生長CD不能生長不能生長CB

3．質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細菌體內(nèi)。某細342．(2010·江蘇生物，27)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ識別序列及切割位點G↓GATCCCCTAG↑GA↓AGCTTTTCGA↑AG↓AATTCCTTAA↑GCCC↓GGGGGG↑CCC2．(2010·江蘇生物，27)下表中列出了幾種限制酶識別序35(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________。(4)與只使用EcoRⅠ相比較，使用BmaHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止___________________________________________0、2SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有__36DNA連接酶的作用是：(1)檢測的意義：鑒別目的基因是否真正導入受體細胞。CTTAAG(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入________________酶。CTTAAG乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上生長情況也不同，右圖示外源基因在質(zhì)粒中可插入的位置有a、b、c點。CTTCATGAATTCCCTAA練習使用EcoRI剪切目的基因培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1、直接分離基因——鳥槍法(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_____________。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。人與細菌是差異非常大的兩種生物，為什么通過基因重組后，細菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)呢？鑒別和篩選含有目的基因的細胞用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。CTTAAG若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?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。大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動植物細胞等①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。2．(2010·江蘇生物，27)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。標記基因，便于進行檢測。過去從人血中提取，300L血才提取1mg！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！練習使用EcoRI剪切目的基因AATTCCGTAG基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細胞

③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求

④提取目的基因通俗的說，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，地改造生物的。(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入________________酶。結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存過去從人血中提取，300L血才提取1mg！專一性：識別特定核苷酸序列，在特定的切點切DNA，具特異性。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，地改造生物的。CTTCATGAATTCCCTAACTTCATGAATTCCCTAA③具有標記基因，便于進行篩選該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。過去從人血中提取，300L血才提取1mg！結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端。(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等中國農(nóng)業(yè)大學獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛3．質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細菌體內(nèi)。CTTAAG2．(2010·江蘇生物，27)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。CTTAA①能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存結(jié)果：產(chǎn)生兩個黏性末端?；蚬こ痰恼_操作步驟是（）

①使目的基因與運載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細胞

③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求

④提取目的基因(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_____________。1、直接分離基因——鳥槍法SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡要過程：干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！某細菌質(zhì)粒上的標記基因如右圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。Ａ．③②④①Ｂ．②④①③