云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院

云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院09412004009生科A班陶龍江抗蟲(chóng)棉能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌具有檸檬味的西紅柿

第六章第二節(jié)

基因工程及其應(yīng)用生物《必修2》授課人：陶龍江1、概念：基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。 通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，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。一、基因工程的原理基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA拼接棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因)棉花植株(有抗蟲(chóng)特性)導(dǎo)入基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶2、基因操作的工具限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。特點(diǎn)：特異性。

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。基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。限制酶2、基因操作的工具被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端?；虻募舻丁拗菩詢?nèi)切酶基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAGCTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端基因的針線——DNA連接酶

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把脫氧核苷酸和磷酸交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體3、基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定模擬制作：重組DNA分子的模擬操作下一張二、基因工程的應(yīng)用1，生物育種2，醫(yī)藥研制3，環(huán)境保護(hù)1．與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

（1）農(nóng)業(yè)：培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具特殊用途的動(dòng)植物新品種。（2）畜牧養(yǎng)殖業(yè)：培育體型巨大（如超級(jí)小鼠、超級(jí)綿羊、超級(jí)魚(yú)等）、品質(zhì)優(yōu)良（如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等）的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物；利用外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)獲得人類所需要的各種物質(zhì)，如激素、抗體及酶類等。（3）食品工業(yè)：為人類開(kāi)辟新的食物來(lái)源。

返回2．與醫(yī)藥衛(wèi)生

（1）生產(chǎn)基因工程藥品①優(yōu)點(diǎn)：高質(zhì)量、低成本②舉例：胰島素、干擾素、乙肝疫苗等60多種（2）基因診斷①含義：用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。②舉例：用DNA探針檢測(cè)出肝炎患者的病毒，為診斷提供了一種快速簡(jiǎn)便方法。③成果：已能夠檢測(cè)出腸道病毒、單純皰疹病毒等多種病毒；在診斷遺傳病方面發(fā)展尤為迅速；在腫瘤診斷中的應(yīng)用取得重要成果。（3）基因治療①含義：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。②舉例：半乳糖血癥（病因、研究成果）③發(fā)展前景：許多遺傳病及疑難病癥將被人類征服。

返回3．與環(huán)境保護(hù)（1）用于環(huán)境監(jiān)測(cè)：用DNA探針可檢測(cè)飲水中病毒的含量①方法：使用一個(gè)特定的DNA片段制成探針，與被檢測(cè)的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測(cè)出來(lái)。②特點(diǎn)：快速、靈敏（2）用于被污染環(huán)境的凈化：分解石油的“超級(jí)細(xì)菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌；能夠凈化鎘污染的植物；構(gòu)建新的殺蟲(chóng)劑；回收、利用工業(yè)廢物