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能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚 普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的 第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用 基因工程 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù) 通俗的說 就是按照人們的意愿 把一種生物的某種基因提取出來 加以修飾改造 然后放到另一種生物的細(xì)胞里 定向地改造生物的遺傳性狀 原理 操作水平 結(jié)果 一 基因工程 目的基因 基因重組 DNA分子水平 定向地改造生物的遺傳性狀 獲得人類所需要的品種 獲得新性狀 二 基因操作的工具 1 基因的 剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 并在特定的切點上切割DNA分子 專一性 如 EcoRI限制酶 被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端 思考 GAATTCCGTAGAATTCGGATT 嘗試寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA 練一練 基因的針線 DNA連接酶 連接酶的作用是 將互補配對的兩個黏性末端連接起來 使之成為一個完整的DNA分子 基因的針線 DNA連接酶 3 基因的運輸工具 運載體 常用的運載體 質(zhì)粒 噬菌體和動植物病毒等 標(biāo)記基因 便于進(jìn)行檢測 質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中 是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子 外源DNA 質(zhì)粒 酶切位點 酶切 酶切 混合 DNA連接酶 利用黏性末端進(jìn)行DNA片段和載體DNA的體外重組 1 提取目的基因 2 目的基因與運載體結(jié)合 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測與鑒定 基因工程操作基本步驟 要使目的基因與對應(yīng)的載體重組 所需的兩種酶是 限制酶 連接酶 解旋酶 還原酶 2 基因工程的正確操作步驟是 使目的基因與運載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 提取目的基因 積極思維 3 多選 下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是 A 重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶 連接酶和運載體B 一種限制酶都只能識別特定的核苷酸序列C 選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)菌繁殖快D 只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實現(xiàn)表達(dá)4 多選 采用基因工程的方法培育抗蟲棉 下列導(dǎo)入目的基因的正確的是 A 將毒素蛋白注射到棉受精卵中B 將編碼毒素蛋白的DNA序列 注射到棉受精卵中C 將編碼毒素蛋白的DNA序列 與質(zhì)粒重組 導(dǎo)入細(xì)菌 用該菌感染棉的體細(xì)胞 再進(jìn)行組織培養(yǎng)D 將編碼毒素蛋白的DNA序列 與細(xì)菌質(zhì)粒重組 注射到子房并進(jìn)入受精卵 5 多選 下列高科技成果中 根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是 A 我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻B 我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi) 培育出抗蟲棉C 我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒D 我國科學(xué)家通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛6 多選 下列關(guān)于基因工程的敘述 正確的是 A 基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因B 細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體C 通常用同一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運載體DNAD 為育成抗除草劑的作物新品種 導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體 思維拓展 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物 為什么通過基因重組后 細(xì)菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)呢 這可不是普通的細(xì)菌 它是嫁接了人胰島素基因的工程菌 能大量合成人胰島素 轉(zhuǎn)基因抗棉鈴蟲棉花 三 基因工程的應(yīng)用 一 基因工程與作物育種 轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻 生長快 肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚 中國 乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛 阿根廷 轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 獲得高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種 2 基因工程與藥物研制 我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物 許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的 受材料來源限制產(chǎn)量有限 其價格往往十分昂貴 微生物生長迅速 容易控制 適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn) 若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi) 讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物 不但能解決產(chǎn)量問題 還能大大降低生產(chǎn)成本 胰島素從豬 牛等動物的胰腺中提取 100Kg胰腺只能提取4 5g的胰島素 其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知 將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌 每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素 使其價格降低了30 50 世界上第一只基因改造的靈長類動物猴子的研究 將有助於發(fā)現(xiàn)諸如老年癡呆癥 愛滋病及癌癥的新基因療法 3 環(huán)境保護(hù)基因工程做成的 超級細(xì)菌 能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì) 通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類 用基因工程培育成功的 超級細(xì)菌 卻能分解石油中的多種烴類化合物 有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞 鎘等重金屬 分解DDT等毒害物質(zhì)