基因工程及其應(yīng)用修改問題探討討論：1、把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去后與普通細(xì)菌有什么不同？2、為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上？①大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，且不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的，都遵循堿基互補(bǔ)配對原則。所以不同的生物DNA可以嫁接。②地球上的所有生物共用一套遺傳密碼，所以一種生物的基因可以在另外一種生物體內(nèi)得以表達(dá)。3、怎樣把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去？原理：操作水平：結(jié)果：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?；蚬こ蹋河纸凶龌蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)。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(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。DNA重組技術(shù)的基本工具準(zhǔn)確切割DNA的工具（基因“剪刀”）——限制性核酸內(nèi)切酶DNA片段的連接工具（基因“針線”）——DNA連接酶基因轉(zhuǎn)移工具（基因“運(yùn)載體”）——質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒基因的大小以納米計算，要對它進(jìn)行剪切、拼接等操作，最少需要以下三種專門工具：一、基因工程的原理1、“基因剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)CTTAAGAATTCG

一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。例如:EcoRI限制酶，專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將序列切開。限制性內(nèi)切酶（EcoRⅠ）作用過程點擊播放

被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？要想獲得某個目的基因必須要用限制酶需要切幾刀？可產(chǎn)生幾個黏性末端？一個目的基因有幾個黏性末端？要切兩刀，產(chǎn)生四個黏性末端，兩個。

是，會產(chǎn)生相同的黏性末端。

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。嘗試寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端DNA被限制酶切斷后有兩個反向互補(bǔ)的“黏性末端”。被同一種限制酶切斷的幾個DNA具有相同的黏性末端，堿基能夠通過互補(bǔ)進(jìn)行配對。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATTAATTCCCTAAACGTGCTTAAAATTCCCATTGGGTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAGGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因DNA連接酶的作用過程點擊播放一、基因工程的原理2、“基因針線”——DNA連接酶連接酶的作用：將脫氧核糖和磷酸交替連接的DNA骨架的缺口“縫合”。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATTAATTCCCTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG連接酶連接的部位：生成磷酸二酯鍵AATTGCCTTAAG連接磷酸二酯鍵目的基因是指重組DNA

B.（2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種（生長速率提高30%，體型增大50%）⑶如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的生物?；蜣D(zhuǎn)移工具（基因“運(yùn)載體”）培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗旱、抗鹽堿，抗除草劑等特性的作物新品種。2、基因工程與畜牧養(yǎng)殖運(yùn)載體必須同時滿足三個要求：基因轉(zhuǎn)移工具（基因“運(yùn)載體”）例如:EcoRI限制酶，專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將序列切開。3、怎樣把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去？要想獲得某個目的基因必須要用限制酶需要切幾刀？可產(chǎn)生幾個黏性末端？一個目的基因有幾個黏性末端？不同點：

DNA連接酶：將DNA片段間互補(bǔ)配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。DNA聚合酶和DNA連接酶有何異同點？DNA聚合酶：以一條DNA為模板，將一個一個核苷酸連接起來相同點：都是通過形成磷酸二酯鍵連接起來思考：如何將重組DNA分子送入受體細(xì)胞呢？一、基因工程的原理3、基因的運(yùn)載體科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌等的質(zhì)粒能同時滿足以上三個要求。運(yùn)載體必須同時滿足三個要求：

①能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定的保存。

②具有多個限制酶切點。③具有某些標(biāo)記基因，便于篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。種類：質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒基因的運(yùn)輸工具——質(zhì)粒能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有限制酶切割位點有標(biāo)記基因的存在最常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒分布：存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中。最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒。本質(zhì)：細(xì)胞染色體(或擬核)外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。5、基因工程的操作步驟：從細(xì)菌中取出質(zhì)粒從細(xì)胞中取出DNA用同種限制酶切斷兩個DNA具有相同的黏性末端提取目的基因（如人的胰島素基因）用連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接（形成重組DNA分子）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（如大腸桿菌）利用質(zhì)粒中具有某些特性的基因進(jìn)行檢測并判斷目的基因是否表達(dá)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定基因工程別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本工具基本過程結(jié)果實質(zhì)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物提取→拼接→導(dǎo)入→檢測和鑒定基因重組限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體1.下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是:A.限制酶只用于提取目的基因

B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體

C.DNA連接酶可用于目的基因和運(yùn)載體的連接

D.重組DNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞,基因工程則完成.2.以下說法正確的是:A.目的基因是指重組DNA

B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

C.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體

D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表達(dá)小試身手二、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種（1）獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因轉(zhuǎn)入玉米,獲得轉(zhuǎn)基因玉米。將控制番茄果實成熟的基因?qū)敕?獲得轉(zhuǎn)基因耐貯存番茄,是世界上進(jìn)入市場的第一種轉(zhuǎn)基因植物。轉(zhuǎn)入金魚草基因的紫番茄富含花青素，可明顯減緩結(jié)腸癌細(xì)胞生長，同時具抵抗心血管疾病的功效。（2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種二、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種蘇云金桿菌抗蟲基因普通棉花抗蟲棉提取導(dǎo)入培育抗蟲棉的培育過程已問世的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物主要有水稻、棉、玉米、馬鈴薯、番茄、大豆、蠶豆、煙草、蘋果、核桃、菊花、白花三葉草等。（2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種二、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米（1）培育出具有優(yōu)良品質(zhì)的動物二、基因工程的應(yīng)用2、基因工程與畜牧養(yǎng)殖轉(zhuǎn)生長激素基因鯉魚（9個月后比對照個體重1.5kg)超級綿羊（生長速率提高30%，體型增大50%）（2）利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊科學(xué)家將藥用蛋白基因?qū)氩溉閯游锏氖芫?，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物，轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入泌乳期后，通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需的藥品。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛二、基因工程的應(yīng)用2、基因工程與畜牧養(yǎng)殖三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊1、“基因剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)限制酶只用于提取目的基因

B.基因“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶⑶如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的生物。能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗旱、抗鹽堿，抗除草劑等特性的作物新品種。（生長速率提高30%，體型增大50%）質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性GAAGTACTTAA最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒。要想獲得某個目的基因必須要用限制酶需要切幾刀？可產(chǎn)生幾個黏性末端？一個目的基因有幾個黏性末端？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，高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、干擾素等。（2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性二、基因工程的應(yīng)用3、基因工程與藥物研制許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織、細(xì)胞或血液中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，價格十分昂貴。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，高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、干擾素等。用基因工程方法生產(chǎn)的藥物還有白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血因子以及某些疫苗等。基因工程方法生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物的優(yōu)勢非常明顯。二、基因工程的應(yīng)用4、基因工程與環(huán)境基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。如檢測飲用水中病毒的含量。美國科學(xué)家用基因工程做成的“超級細(xì)菌”能同時快速分解石油中的四種烴類，用于清除被石油污染的海域。用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。（1）用于環(huán)境檢測（2）用于凈化污染的環(huán)境能發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因魚三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)入螢火蟲熒光酶基因的轉(zhuǎn)基因煙草苗轉(zhuǎn)基因玫瑰這些生物令我們很好奇，但是現(xiàn)實生活的應(yīng)用更令我們關(guān)心!三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性未來生物轉(zhuǎn)基因草莓有玫瑰花和檸檬的香味轉(zhuǎn)基因西紅柿安全嗎？“金大米”⑴改變傳統(tǒng)的育種方式縮短育種時間。培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗旱、抗鹽堿，抗除草劑等特性的作物新品種。⑵克服異源、遠(yuǎn)源雜交障礙。如可以把動物的基因，甚至人的基因組合到植物里去。⑶生產(chǎn)有利于健康和抗病的食品。⑷培育出符合人們意愿的動物新品種。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因生物有利的一面:⑴有些轉(zhuǎn)基因食物含的一些物質(zhì)，可能會影響人體健康。⑵大量的轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后很可能會與野生物種進(jìn)行雜交，產(chǎn)生一些超級生物，從而造成基因污染。⑶如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的生物。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性基因工程的弊端：板書設(shè)計基因工程原理概念：又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，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(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。基因“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶基因“針線”——DNA連接酶基因的運(yùn)載體——質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒基本工具操作步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定謝謝?。∧康幕虻奶崛》椒ㄖ苯臃蛛x基因