基因工程及其应用市赛一等奖

能发光的水母不能发光的热带斑马鱼能否让热带鱼也能发光能发荧光的热带斑马鱼第2节基因工程及其应用基因工程：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：结果：基因重组。DNA分子水平。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、基因工程的原理提取培育转基因大肠杆菌的简要过程你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？普通大肠杆菌不能分泌胰岛素人体组织细胞胰岛素基因与运载体DNA拼接导入大肠杆菌含胰岛素基因转基因大肠杆菌能分泌胰岛素培育转基因大肠杆菌的关键步骤1.ONE胰岛素基因从人体细胞内提取出来2.TWO胰岛素基因与运载体DNA连接3.THREE胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体二、基因工程的操作工具特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(专一性)实例:大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。1、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶限制酶作用结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。AATTCGGCTTAA磷酸二酯键磷酸二酯键使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG2、基因的针线——DNA连接酶AATTCGGCTTAA磷酸二酯键磷酸二酯键思考1：DNA连接酶与DNA聚合酶有什么不同？DNA连接酶的作用是：A子链和母链之间形成氢键

B黏性末端之间形成氢键

末端间的缝隙连接

DA、B、C都对C导入过程需要运输工具——运载体。外源基因如人的胰岛素基因怎样才能导入受体细胞如大肠杆菌？①能够复制并稳定地保存。②具限制酶切点，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。作为运载体必须具备哪些条件？常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒；最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。质粒细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子，能稳定地独立存在，并传递到子代。现在常用的质粒大多数是经过改造或人工构建的，常含抗生素抗性基因，是重组DNA技术中重要的工具。3、基因的运载工具——运载体：重组DNA思考2：切割目的基因的限制酶与切割运载体的限制酶是不是一致？目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物12基因工程的操作工具1基因的剪刀——限制性内切酶2基因的针线——ＤＮＡ连接酶3基因的运输工具——运载体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目的基因的检测与表达基因工程的原理小结1下列关于基因工程的叙述中,正确的是（）A限制酶只用于提取目的基因

均可作运载体

连接酶可用于目的基因和运载体的连接

分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成2以下说法正确的是（）

B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

D只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达CB三、基因工程的应用1、基因工程在农业上的应用转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄不会引起过敏的转基因大豆培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。2、基因工程在畜牧业上的应用生长快、耐不良环境、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)导入人基因具特殊用途的猪和小鼠乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊3、基因工程在药物研制的应用胰岛素——治疗糖尿病的特效药干扰素——抗病毒的特效药方法特点胰岛素干扰素传统方法直接从生物体的组织、细胞或血液中提取产量低价格昂贵4-5g/100kg胰腺1mg/300L血液基因工程“工程菌”发酵工业化生产高质量低成本100g/2000L大肠杆菌培养液20~40mg/1kg细菌培养物我国生产的部分基因

工程疫苗和药物白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品疫苗：乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾基因工程药品4、基因工程在环境保护中的应用利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。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等毒害物质。四、转基因生物与转基因食品的安全性安全观点：1、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；2、减少农药使用、减少环境污染；3、节省生产成本，降低粮食售价；4、增加食品营养、提高食品产量等。不安全观点：1、可能产生抗除草剂的超级杂草；2、可能使疾病的散播跨越物种障碍；3、可能损害农作物的生物多样性；4、认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性；5、可能产生新毒素和新过敏源。1基因工程的正确操作步骤是（）①使目的基因与运载体结合