基因工程及其应用-潘传棋-492

第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用含山一中潘传棋豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一：禾本科农作物生长需要大量的氮肥，但只能吸收氮肥的1/10,常年使用会造成大面积土壤和水质的污染。设想能否让禾本科的植物也能像豆科植物一样固定空气中的氮呢？资料二：苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体，能使棉铃虫等鳞翅目害虫瘫痪致死。设想能否让棉花也产生同样的抗虫蛋白，从而使棉花也具有抗虫能力呢？棉铃虫

是棉花的重要害虫。若通过农药防止棉铃虫等虫害，需要大量的农药，这不仅增加了生产成本，也造成了严重的环境污染。

资料三：以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。

微生物可以产生分泌物，且微生物繁殖速率快。设想能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物性状的新技术——基因工程。

又称基因拼接技术,或重组DNA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，定向的改造生物的遗传性状。一、基因工程(geneengineering)操作水平：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状。

基因工程(geneengineering)优点：原理：

抗虫基因（目的基因）想一想，为了生产抗虫棉，需要做哪些关键工作？想一想，为了生产抗虫棉，需要做哪些关键工作？1、基因的指“限制性核酸内切酶

”简称“限制酶”一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割特点:“剪刀”：二、基因工程的工具由此，你可以发现限制酶有什么样的特点？专一性例：大肠杆菌EcoRⅠ的一种限制酶识别序列为____________，并在_____之间切割

几种常用的限制酶及其酶切位点GGGCC↓CA↓GATCTAT↓CGATCCC↓GGGApaⅠBglⅡClaⅠSmaⅠG↓AATTCT↓CTAGAC↓TCGAGCA↓TATGEcoRⅠXbaⅠXhoⅠNdeⅠ识别位点限制酶识别位点限制酶GAATTCGACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG练习使用EcoRI

剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端思考：

EcoRI限制酶，在碱基GA之间切割，破坏什么化学键？是氢键呢？还是什么其他的化学键？AGGAATTCGAATTC磷酸二酯键常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等运载体（把目的基因导入受体细胞）2、基因工程的目的基因“分子运输车”

：本质：拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子.

标记基因：可用于目的基因的检测质粒：分布：存在于许多细菌和酵母菌等生物中CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAG

3.基因工程的——“DNA连接酶”DNA连接酶的作用过程点击播放四个基本步骤：三、基因操作的基本步骤4）目的基因的检测和鉴定1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞

目的基因：是人们所需要转移或改造的基因。

如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。步骤一：提取目的基因1.用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。2.用_____________切断目的基因，使其产生_________________。3.将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量___________，形成了一个重组

DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶的黏性末端DNA连接酶相同步骤二：目的基因与运载体结合

目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。

所有受体细胞都能摄入重组DNA分子吗？

在全部受体细胞中，真正能摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。步骤三：目的基因导入受体细胞鉴定：受体细胞是否表现出目的基因所控制的特定的性状，如棉花抗虫性状的表现。步骤四：目的基因的检测和鉴定检测：根据标记基因检测目的基因是否导入受体细胞12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性内切酶2.基因的运输工具

——运载体3.基因的针线

——ＤＮＡ连接酶基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与鉴定基因工程(geneengineering)的原理小结目的要求：模拟重组DNA分子的操作过程,说出其基本原理材料用具：两种有不同碱基序列颜色的纸条,

剪刀(代表EcoliI：识别序列为GAATTC,并且在GA之间切割),