市场营销第六章第二节基因工程及其应用

市场营销第六章第二节基因工程及其应用基因工程及其第2节问题探讨1、为什么要把人的基因“嫁接”到细菌上？2、怎样把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去？3、把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去后与普通细菌有什么不同？

胰岛素是治疗糖尿病的特效药，每100kg猪或牛的胰腺中提取4-5g胰岛素，量少昂贵，满足不了需求。1979年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液提取100g，相当于2吨猪胰腺中提取的量。基因工程：即通俗的说，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，地改造生物的。原理：操作水平：结果：一、基因工程目的基因供体细胞受体细胞基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得新性状基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状人体细胞胰岛素基因大肠杆菌细胞大肠杆能合成胰岛素在以上把人的胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌上的过程中，关键步骤或难点是什么？关键步骤一：胰岛素基因怎样从人的细胞内提取？

关键步骤二：胰岛素基因由谁负责“运输”？关键步骤三：胰岛素基因怎样进入到大肠杆菌细胞内？在关键步骤的完成过程中都要用哪些基因操作工具？问题思考：二、基因操作的工具1、基因工程的指“限制性内切酶

”微生物一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割已发现的有200多种种类:来源:特点:“”这个特点说明了：酶具有专一性

举例：

大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。

CTTAAG黏性末端AATTCG黏性末端产生黏性未端（碱基互补配对）结果：

作用：

断开两个相邻的核苷酸间的磷酸二酯键GAATTCCTTAAG1、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:2、限制酶的发现有什么意义？形成的黏性末端不同基因工程创立的标志不同的限制酶呢？具有。2：基因工程的指“DNA连接酶”“”作用：连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。其作用与限制性内切酶相反，作用点相同连接两个相邻的核苷酸间的磷酸二酯键DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来（即相邻的两个脱氧核苷酸之间的脱氧核糖和磷酸连接起来），使之成为一个完整的DNA分子。3、基因工程的目的基因条件1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存2、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点最好只有一个），以便与外源基因连接3、具有标记基因，便于进行筛选常用的运载体质粒（最常用）噬菌体动植物病毒等运载体

（标记基因）其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型的环状DNA分子。C、它们的共同特点是：都有侵染或进入宿主细胞的能力三、基因工程的基本操作步骤：四步曲：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4、目的基因的检测和表达第一步：三、基因工程基本步骤：第二步：获取目的基因目的基因与运载体结合方法：1、直接分离：鸟枪法2、人工合成：注意：要保持基因的完整性注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。第三步：第四步:将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多3、若受体细胞为细菌应作何处理：应用CaCl2处理一般检测：检测标记基因是否表达目的是：增大细胞壁的通透性？思维拓展:①为什么细菌和人的基因能重组？②人的胰岛素基因为什么能在细菌细胞内表达？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码（说明所有生物有共同的原始祖先，有着或远或近的亲缘关系）人和细菌的DNA结构（双螺旋）、组成单位（4种脱氧核苷酸）相同四、基因工程的成果及发展1、医药卫生：a、药品生产b、基因诊断与治疗我国生产的部分基因

工程疫苗和药物诊断原理：DNA分子杂交原理(DNA探针)生产胰岛素基因治疗用正常基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。2、农牧业与食品工业生长快、肉质好的转基因鱼(中国)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄3、环境保护：①基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的石油。②利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属等。③环境监测：用DNA探针检测饮用水中的病毒或细菌的含量。水母五、转基因生物和转基因食品的安全性课堂巩固练习1、下列各项应用中不属于基因工程的是（）A.转基因抗虫棉的培育成功 B.利用工程菌生产胰岛素 C.将C4植物叶绿体移入C3植物体内使光合效率提高 D.利用DNA探针检测饮用水有无病毒C2、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()

供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性内切酶提供目的基因的生物质粒C3.下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是（）A.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖D.同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端B4.实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。从大肠杆菌中提取的一种限制性内切酶EcorI，能识别DNA分子中的GAATTC序列，切点在G与A之间。这是应用了酶的（）A.高效性B.专一性C.多样性D.催化活性受外界条件影响B5.在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A.人工合成目的基因B.目的基因与运载体结合C.目的基因的检测和表达D.将目的基因导入受体细胞D6.萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。这一研究成果表明①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码子③烟草植物体内合成了荧光素④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同（）①③B.②③C.①④D.①②③④D7.下列有关质粒的叙述，正确的是（）A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能复制D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的B8.关于右图DNA分子片段的说法正确的是（）A．限制性内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位B．②处的碱基缺失导致染色体结构的变异C．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4D．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上GAATTCCTTAAG①②③A15N14N9.不属于目的基因与运载体结合过程的是()A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B．用同种限制酶切断目的基因露出黏性末端C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D．将重组DNA引入受体细胞中进行扩增D10、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是()①将毒素蛋白质注射到棉受精卵中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序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导人细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养A．①②B．②③C．③④D．①④C11、目前科学家把兔子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白。下列所叙述的哪一项不是这一先进技术的理论依据（）A.所有生物共用一套密码子B.基因能控制蛋白质的合成C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由4种脱氧核苷酸构成，都遵循碱基互补配对原则，都具有相同的空间结构D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先D12.下列关于基因工程的叙述，正确的是（）A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B.细菌质粒是基因工程常用的运载体C.通常用一种限制性内切酶处理含有目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD.为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体B13、（多选）人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，这一过程涉及（）A．用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并连接B.把重组后的DNA分子导人受体细菌内进行扩增C．检测重组DNA分子是否导入受体细菌内并表达出性状D．筛选出能产生胰岛素的“工程菌”ABCD14.1993年，中国农业科学院的科学家成功地培育出了抗棉铃虫的_____________，抗虫的基因来自__________。该生物形成的伴孢晶体是一种毒性很强的________晶体，能使棉铃虫瘫痪致死。15.抗虫基因作物的使用，不仅减少了________的用量，大大降低了___