1、,基因工程及其應用,基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。 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，定向地改造生物的性狀。,原理：基因重組,操作水平：DNA分子水平,操作環(huán)境：生物體外,結果：定向改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種。,一、基因工程,目的基因,基因操作的工具,專一性,基因的針線：DNA連接酶,被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？,、基因的針線DNA連接酶,連接酶的作用是：將互補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。,3、基因的運輸工具運載體,常用的運載體： 質粒、噬菌體

2、和動植物病毒,四個基本步驟：,1）提取目的基因 2）目的基因與運載體結合 3）將目的基因導入受體細胞 4）目的基因的檢測和表達,（三）基因操作的基本步驟,目的基因,目的基因是人們所需要轉移或改造的基因。,如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗?。共《?、抗細菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。,目的基因的提取方法,（三）基因操作的基本步驟,（三）基因操作的基本步驟,步驟二：目的基因與運載體重組,1）用一定的限制酶切割質粒，使其出現(xiàn)一個切口，露出黏性末端。 2）用同一種限制酶切斷目的基因，使其產生相同的黏性末端。 3）將切下的目的基因片段插入質粒的切口處，再加入適量

3、DNA連接酶，形成了一個重組DNA分子（重組質粒）,目的基因與運載體的結合過程，實際上是不同來源的基因重組的過程。,（三）基因操作的基本步驟,常用的受體細胞：,有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。,將目的基因導入受體細胞的原理,借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。,步驟三：目的基因導入受體細胞,（三）基因操作的基本步驟,步驟四：目的基因的檢測和表達,不能，受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達。,（三）基因操作的基本步驟,受體細胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達嗎？,若不能表達，要對抗蟲基因再進行修飾。,二、基因工程的應用,生長快、耐不良環(huán)境、肉質好的轉

4、基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷),1、基因工程與作物育種,轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒,轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯,不會引起過敏的轉基因大豆,2、基因工程與藥物研制,我國生產的部分基因工程疫苗和藥物,許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，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。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。,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，其產量之低和價格之高可想而知。,將合成的胰島素基因導入大腸桿菌

5、，每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!,3、基因工程與環(huán)境保護,環(huán)境監(jiān)測：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、細菌等污染。,1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來,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化污染物。,環(huán)境污染治理：基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。,通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。,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化污染物。,練習：,要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是（ ） 限制酶連接酶解旋酶還原酶 ,2.基因工程的正確操作步驟是（ ）使目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求提取目的基因 ,C,3.質粒是基因工程最常用的運載體，它的主要特點是（ ） 能自主復制 不能自主復制 結構很小 蛋白質 環(huán)狀RNA分子 環(huán)狀DNA 能“友好”地“借居” A. B. C. D.,C,4.切取牛的生長激素和人的生長激素基因，用顯微注射技術將 它們分別注入小鼠的受精卵中，從而