基因工程及其應(yīng)用

1、第第2節(jié)節(jié) 基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用第第6章章 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程 豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮資料一：目前，資料一：目前，全球的氮肥生全球的氮肥生產(chǎn)耗費(fèi)世界總產(chǎn)耗費(fèi)世界總電力的電力的3%-4%，且農(nóng)作物只能且農(nóng)作物只能吸收氮肥的吸收氮肥的1/10,造成了大造成了大面積土壤和水面積土壤和水質(zhì)的污染。質(zhì)的污染。資料分析引入資料分析引入 蜘蛛能夠吐出蛛絲蜘蛛能夠吐出蛛絲資料二：蛛絲是自資料二：蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)之一，它具有極強(qiáng)的韌度，其韌度是的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好同樣直徑鋼材的好幾倍。

2、但與家蠶不幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因?yàn)樗鼈儠?huì)互相吞因?yàn)樗鼈儠?huì)互相吞食，所以不可能建食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場(chǎng)。農(nóng)場(chǎng)。30多年來(lái)，多年來(lái)，科學(xué)家們一直試圖科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物找到利用其他生物體來(lái)制造蛛絲的辦體來(lái)制造蛛絲的辦法。法。 資料三資料三 以往，治療糖尿以往，治療糖尿病的胰島素是從動(dòng)病的胰島素是從動(dòng)物胰腺中提取的，物胰腺中提取的，從從100千克豬、牛千克豬、牛等動(dòng)物的胰腺只能等動(dòng)物的胰腺只能提取提取34克胰島素，克胰島素，治療一個(gè)患者需宰治療一個(gè)患者需宰殺殺4050頭牛，頭牛，這種藥物的造價(jià)就這種藥物的造價(jià)就可想而知了。可想

3、而知了。 微生物可以有分泌產(chǎn)物，微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快且微生物繁殖速率快基因工程概念基因工程概念基因工程基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或又叫基因拼接技術(shù)或DNADNA重組重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因種基因提取提取出來(lái)，加以出來(lái)，加以修飾和改造修飾和改造，然后放到，然后放到另一種另一種生物的細(xì)胞里，生物的細(xì)胞里，定向定向的改變生物的遺傳的改變生物的遺傳性狀。性狀。 ？ 基因工程是在基因工程是在分子分子水平的設(shè)計(jì)和水平的設(shè)計(jì)和施工，需要有專門的工具，生物體內(nèi)有施工，需要有專門的工具，生物體內(nèi)有哪些專門的哪些專門的工具工具呢

4、？呢？基因工程操作的工具基因工程操作的工具1.1. 將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的需要基因的剪刀剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶。2.2. 將目的基因與運(yùn)載體將目的基因與運(yùn)載體DNADNA連接，連接，需要基因的需要基因的針線針線DNADNA連接酶連接酶。3.3. 將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的需要基因的運(yùn)輸工具運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體。限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶1.1.分布：分布：主要在微生物中。主要在微生物中。2.2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：專一性和特異性，即識(shí)別專一性和特異性，即識(shí)別特定特定核苷核苷酸序列，切割酸序列，切割特定特定切點(diǎn)。切點(diǎn)

5、。3.3.結(jié)果：結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。4.4.舉例：舉例：大腸桿菌的一種限制酶（大腸桿菌的一種限制酶（EcoREcoR）能識(shí)別能識(shí)別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間切開(kāi)。之間切開(kāi)。 一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將并在特定的切割點(diǎn)上將DNA DNA 分子切斷。目前已發(fā)分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有現(xiàn)的限制酶有200200多種。多種。限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶（EcoREcoR）作用過(guò)作用過(guò)程程DNA連接酶連接酶 連接酶的作用連接酶的作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)

6、黏將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的的DNADNA分子。分子。？ 基因進(jìn)行了切割以后就有了切口，基因進(jìn)行了切割以后就有了切口， 怎樣才能將有切口的基因與其他基因縫合怎樣才能將有切口的基因與其他基因縫合在一起呢？在一起呢？DNA連接酶的作用過(guò)程連接酶的作用過(guò)程C T T A AG A A T T C G重組重組DNA分子分子（外源基因）（外源基因）？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵運(yùn)載體運(yùn)載體1.1.作用：作用：將外源基因送入受體細(xì)胞

7、。將外源基因送入受體細(xì)胞。2.2.種類：種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。大腸桿菌大腸桿菌DNA 質(zhì)粒質(zhì)粒（環(huán)狀（環(huán)狀DNA分子）分子）控制質(zhì)?？刂瀑|(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因轉(zhuǎn)移的基因抗生素抗性基因抗生素抗性基因利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟歸納：歸納：？如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、耐貯存番茄、基因工程與作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、耐貯存番茄、耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉(zhuǎn)基因奶牛、超級(jí)綿羊等耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉(zhuǎn)