八年级生物基因工程2

第三节

知识要点：1．

知道基因工程的概念2．

知道基因操作的工具和基本步骤3.知道基因工程所取得的成果和发展前景基因工程简介基因工程简介实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素操作步骤：将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程名称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程“剪切”“拼接”“导入”“表达”结果人类需要的基因产物１.基因工程的概念这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。问题1怎样获得人的胰岛素基因？

——目的基因的提取问题2怎样将目的基因导入到受体细胞中？

——目的基因与运载体结合问题3怎样将重组质粒导入到受体细胞中？

——将目的基因导入到受体细胞问题4目的基因是否在受体细胞中表达？

——目的基因的检测和表达２．基因操作的工具（1）基因的剪刀——限制性内切酶存在：主要存在于微生物作用与特性：一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的内切点切割DNA分子。种类：200多种（2）基因的针线——DNA连接酶两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。目前常用的两类运载体一类是细菌的质粒，它是细菌染色体DNA以外的小型环状DNA(一般有1-200kb，kb为千碱基对)，有的细菌只有一个，有的细菌有多个第一类是噬菌体和某些病毒的DNA。一般来说，天然运载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的运载体进行人工改建。（3）基因的运载工具——运载体使用运载体的目的一是用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去运载体应具备的三个条件(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——含复制起始点

(2)有多个限制酶切点，以便与外源基因连接——克隆位点(3)具有某些标记基因，以便进行筛选

质粒是否导入目的基因是否插入实验：模拟重组DNA获取目的基因的方法过程优点缺点直接分离法（鸟枪法）操作简便工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达的内含子人工合成法反转录法专一性强，目的基因中不含内含子操作过程麻烦。mRNA生存时间短，技术要求高由氨基酸序列合成据推测出的核苷酸序列，通过化学方法合成

专一性最强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的基因目前，复杂的尚不知核苷酸序列的基因不能合成mRNA单链DNA逆转录双链DNA合成DNA片段扩增供体细胞中DNA限制性酶运载体DNA片段不同受体细胞目的基因细胞目的基因找出提取目的基因直接分离基因：鸟枪法３基因工程基本操作步骤目的基因与运载体结合目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达人工合成基因反转录法据已知的氨基酸序列合成DNA同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法根据受体细胞是否具有某些标记基因判断目的基因是否导入检测表达受体细胞表现出特定的性状生产基因工程药品４基因工程成果与发展前景基因工程与医药卫生基因诊断基因治疗如胰岛素、干扰素

如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的农业上基因工程与农牧业、食品工业基因工程与环境保护畜牧养殖业上食品业获得高产、稳产和具有优良品质的农作物

培养具有各种抗逆性的作物新品种获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达

为人类开辟新的食物来源

用DNA探针检测水中病毒的含量

获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌环境监测环境净化基因治疗基因芯片相关考题：

（03年天津卷）采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是 （）

A．①② B．②③ C．③④ D．④① ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

绿色枝条白色枝条花斑枝条有丝分裂杂种优势:要保持杂种优势-必须年年制第一代杂交种-利用雄性不育可解决大量去雄工作雄性不育和三系两区育种:基因型特点保持系N(rr)母体结实;后代保持不育性状保持系和不育系间行种植,可产生不育系和保持系;不育系和恢复系种植产生杂交种子和恢复系不育系S(rr)具有可遗传的雄性不育性状恢复系N(RR)使雄性不育的后代恢复可育性调控系统基因操纵子(operon)结构基因Structuralgene(S)通过转录\翻译使细胞产生一定的酶和结构蛋白,与性状的发育表现直接有关的基因.操纵基因Operatorgene(O)结构基因的“开关”,对RNA聚合酶的阻抑与否来控制结构基因的转录停止或进行.启动子Promotorgene(P)是RNA聚合酶与DNA的结合部位,可识别转录的起始点.调节基因Regulatorgene(R)能产生阻抑物(repressorprotein),通过阻抑物与操纵基因的结合与否来控制操纵基因的关闭和开启.原核细胞的基因结构(1)由成百上千个核苷酸对组成(2)包括:编码区

-------能转录相应的信使RNA,指导蛋白质合成

非编码区不能转录为信使RNA,不能编码蛋白质有调控遗传信息表达的核苷酸序列最重要的是有位于编码区上游的RNA

聚合酶结合位点真核细胞的基因结构

非编码区:有调控作用