第節(jié)基因工程及其應(yīng)用

1、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、基因工程目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因重組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(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)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(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？

2、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 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 練一練:GGCATCTTAAAATTCCGTAG 、基因的針線DNA連接酶連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。基因的針線：DNA連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C

3、 GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割3、基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體 常用的運(yùn)載體： 質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。 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(diǎn)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(yùn)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(cè)與鑒定基因工程操作基本步驟:要使目的基因與對(duì)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

4、步驟是（）使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測(cè)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(yùn)載體 B一種限制酶都只能識(shí)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?yàn)榧?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(shí)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

5、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(jí)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?yàn)槟康幕駼細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)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(yùn)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(shí)只能以受精卵為受體？思維拓展: 細(xì)菌和人是差異非

6、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(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄獲得高產(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(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)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

7、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(dòng)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(jià)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(jià)格降低了30%-50%!世界上第一只基因改造的靈長(zhǎng)類動(dòng)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(jí)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(jí)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

8、DDT等毒害物質(zhì)。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(zhuǎn)化污染物。2007年廣東生物高考41.（現(xiàn)代生物科技專題，15分） 香蕉原產(chǎn)熱帶地區(qū)，是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。廣東省冬季常受強(qiáng)寒潮和霜凍影響，對(duì)香蕉生長(zhǎng)發(fā)育影響很大。由香蕉束頂病毒（BBTV，單鏈環(huán)狀DNA病毒）引起的香蕉束頂病，對(duì)香蕉生產(chǎn)的危害十分嚴(yán)重。當(dāng)前香蕉栽培品種多為三倍體，由于無性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遺傳變異性，因此利用基因工程等現(xiàn)代科技手段提高其種質(zhì)水平，具有重要意義。 請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題： ( 1 ) 簡(jiǎn)述香蕉大規(guī)?？焖俜敝臣夹g(shù)的

9、過程。 ( 2) 脫毒香蕉苗的獲得，可采用 的方法，此方法的依據(jù)是 和 。 ( 3) 建立可靠的BBTV檢測(cè)方法可以監(jiān)控脫毒香蕉苗的質(zhì)量，請(qǐng)問可用哪些方法檢測(cè)病毒的存在？（列舉兩種方法） 2007年廣東生物高考(4) 在某些深海魚中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因(afp)對(duì)提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng) 用價(jià)值，該基因可以從這些魚的DNA中擴(kuò)增得到。試述在提取和純化DNA時(shí)影響提純效果的因素及其依據(jù)。（列舉兩點(diǎn)）（5）如何利用afp基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得抗寒能力提高的香蕉植株？在運(yùn)用轉(zhuǎn)基因香蕉的過程中，在生態(tài)安全方面可能會(huì)出現(xiàn)什么問題？（列舉兩點(diǎn)）（6) 從細(xì)胞工程的角度出發(fā)，簡(jiǎn)述一種培育抗寒香蕉品種的方法及其依據(jù)。另外，抑制果膠裂解酶的活性可以延長(zhǎng)香蕉果實(shí)儲(chǔ)藏期，請(qǐng)描述采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)降低該酶活性的一般過程。 2008年廣東生物高考39(現(xiàn)代生物科技專題，10分) 天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)入釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請(qǐng)回答下列問題： (1) 將淀粉酶基因切割下來所用的工具是 ，用 將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子 以完成工程菌的構(gòu)建。2008年廣東生物高考 (2) 若要鑒定淀粉酶基因是否插入