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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) 基因工程及其應用,,基因工程：又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。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胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。,原 理：,操作水平：,結 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:,,,,,２、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： 質粒、噬菌體和動植物病毒等,標記基因，便于進行檢測。,質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是擬核或細胞核外能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子.,,,外源DNA,質 粒,酶切位點,酶切,酶切,混合,DNA連接酶,利用黏性末端進行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合,3.將目的基因導入受體細胞,4.目的基因的檢測與鑒定,,,,,基因工程操作基本步驟:,,,⒈要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是( ) ①限制酶 ②連接酶 ③解旋酶 ④還原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ 2.基因工程的正確操作步驟是（ ） ①使目的基因與運載體結合 ②將目的基因導入受體細胞 ③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求 ④提取目的基因 Ａ． ③②④① Ｂ． ②④①③ Ｃ． ④①②③ Ｄ． ③④①②,積極思維:,3．(多選)下列有關基因工程技術的正確敘述是( ) A．重組DNA技術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．選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D．只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達 4． (多選)采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導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，與質粒重組，導入細菌，用該菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng) D．將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細菌質粒重組，注射到子房并進入受精卵,5． (多選)下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進行的是( ) A．我國科學家袁隆平利用雜交技術培育出超級水稻 B．我國科學家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內，培育出抗蟲棉 C．我國科學家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 D．我國科學家通過體細胞克隆技術培養(yǎng)出克隆牛 6． (多選)下列關于基因工程的敘述，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．細菌質粒是基因工程常用的運載體 C．通常用同一種限制性內切酶處理含目的基因的DNA和運載體DNA D．為育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體,,？,思維拓展:,細菌和人是差異非常大的兩種生物,為什么通過基因重組后,細菌能夠合成人體的某些蛋白質呢?,這可不是普通的細菌，它是嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。,轉基因抗棉鈴蟲棉花,三、 基因工程的應用,(一)、基因工程與作物育種,轉基因抗蟲水稻,生長快、肉質好的轉基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷),轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒,獲得高產、穩(wěn)產和具有優(yōu)良品質的農作物和具有抗逆性的作物新品種。,2、基因工程與藥物研制,我國生產的部分基因 工程疫苗和藥物,許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，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。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。,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，其產量之低和價格之高可想而知。,將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產生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 基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。,通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。,