基因工程及应用-讲课用

基因工程及其应用能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的思考：1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？2、推测这种“嫁接”怎样能实现？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？

又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。原理：操作水平：操作环境：生物体外定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。一、基因工程概念：人工基因重组DNA分子水平结果：二、基因操作的工具

例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，具专一性，并在特定的切点上切割DNA分子。１、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶）重播限制酶什么叫黏性末端？

被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:黏性末端黏性末端尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT练一练:2、基因的“针线”——DNA连接酶连接酶的作用：

将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。连接的部位：

生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：要让一个从某生物细胞内取出来的基因(如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有运输工具,这就是运载体。3、基因的运输工具——运载体常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒大肠杆菌的质粒：作为运载体必须具备哪些条件？1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。3.具有某些标记基因，便于进行筛选。

如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。基因工程的操作步骤提取目的基因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表达和检测尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT练一练:CTTAAGGCATCTTAAGCCTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG三、基因工程的应用1、基因工程与作物育种苏云金杆菌转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）不会引起过敏的转基因大豆生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)中国农业大学获得的转基因克隆奶牛

导入人基因具特殊用途的猪2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因

工程疫苗和药物许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!

干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。

人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产乙肝疫苗我国生产的部分基因工程药物和疫苗我国生产的部分胰岛素产品3、基因工程与环境保护

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等