基因工程及其应用上课

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1、能发光的水母能发光的水母不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼会发光的转基因鱼基因工程基因工程 基因工程，基因工程，又叫做又叫做基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技重组技术术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另另一种生物一种生物的细胞里，的细胞里，定向定向地改造生物的遗传性状。地改造生物的遗传性状。原原 理理：操作水平操作水平：特特 点：点：基因重组基因重组DNA分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状。定向地改造生物的遗传性状。打破了物种界限。打破了物种

2、界限。一、基因工程的概念一、基因工程的概念1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制酶限制酶一种限制酶只能识别一种一种限制酶只能识别一种特定特定的核苷酸序列，的核苷酸序列，并在并在特定特定的切割点上切割的切割点上切割DNADNA分子。分子。特点：专一性（特异性）特点：专一性（特异性）限制酶作用部位：磷酸二酯键限制酶作用部位：磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具有相同的是否具有相同的黏性末端？黏性末端？尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRIEcoRI限制酶作用后的黏限制酶作用后的黏性末端性末端被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断

3、的几个DNADNA具有具有相同相同的的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA ACGTGCTTAAAATTCCCATT GGGTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA连接酶连接酶CTTCATGGAAGTACTTAAGGGATT AATTCCCTAA GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA连连接接酶酶思考：如何将重组思考：如何将重组DNADNA分子送入受体细胞呢？分子送入受体细胞呢？DNADNA连接酶连接酶可把脱氧核糖和

4、磷酸交替连接而成的可把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNADNA骨架上的骨架上的缺口缺口“缝合缝合”起来起来（形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键），这样一个重组的这样一个重组的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。常用的运载体常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等质粒、噬菌体和动、植物病毒等运载体必须具备的条件：运载体必须具备的条件：能够在受体细胞中能够在受体细胞中复制复制并稳定并稳定保存；保存；具有多个具有多个限制酶切点限制酶切点，以，以便与目的基因连接便与目的基因连接；具有某些具有某些标记基因标记基因，便于进行，便于进行筛选。筛选。是存在于是存在于细胞质中，是拟核或细细胞质中，是拟核或细胞核

5、外能够自主复制的很胞核外能够自主复制的很小的环状小的环状DNA分子。分子。三、基因工程基本步骤三、基因工程基本步骤第一步：获取目的基因第一步：获取目的基因第二步：目的基因与运载体结合第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞第四步第四步:目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定一、基因工程与作物育种一、基因工程与作物育种四、基因工程的应用四、基因工程的应用 抗虫的基因来自苏抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体，能使很强的蛋白质晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪棉铃虫等

6、鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害使作物自身具有抵御虫害的能力。的能力。获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，以及具有抗逆性的作物新品种等。以及具有抗逆性的作物新品种等。转鱼抗寒基因的番转鱼抗寒基因的番茄茄转基因驱蚊草转基因驱蚊草发荧光的烟草发荧光的烟草基因工程在畜牧业的应用基因工程在畜牧业的应用将人的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中，将人的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中，得到的得到的“超级小鼠超级小鼠”。水母2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的

7、部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从是从生物组织生物组织中提取中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素、干扰素、胰岛素、干扰素、乙肝疫苗乙肝疫苗等。等。3 3、基

8、因工程与环境保护、基因工程与环境保护通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。p环境监测环境监测细菌和人

9、是差异非常大的两种生物细菌和人是差异非常大的两种生物,通通过基因重组后过基因重组后,细菌能够合成人体的胰细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？岛素，这说明了什么？这可不是普通这可不是普通的细菌，它是的细菌，它是嫁接了人胰岛嫁接了人胰岛素基因的工程素基因的工程菌，能大量合菌，能大量合成人胰岛素。成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码转基因草莓转基因草莓 有玫瑰花和柠檬的香味有玫瑰花和柠檬的香味转基因西红柿转基因西红柿“金大米金大米”谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是

10、？谁能告诉我这是？谁能告诉我这是？1.1.基因工程的正确操作步骤是（）基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定提取目的基因提取目的基因 C C练一练练一练2.2.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）因的作法正确的是（）将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入将编码毒素蛋白的序列，与质粒

11、重组，导入 细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中注射到棉的子房并进入受精卵中 C C3.3.要使目的基因与运载体重组，所需的两种酶是要使目的基因与运载体重组，所需的两种酶是()()限制酶限制酶 DNADNA连接酶连接酶 解旋酶解旋酶 还原酶还原酶 A A4 4、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNADNA片段，需使用（片段，需使用（）A A、两种连接酶、两种连接酶 B B、两种限制酶、两种限

12、制酶 C C、同种连接酶、同种连接酶 D D、同种限制酶、同种限制酶D D5 5、以下是两种不同的限制酶切割形成的、以下是两种不同的限制酶切割形成的DNADNA片段：片段：（1）CTGCA G（2）G CTTAA（4）G ACGTC（3）AATTC G你能用你能用DNADNA连接酶将它们连接起来吗？连接酶将它们连接起来吗？和和 能连接；能连接；和和 能连接。能连接。(1)(1)(4)(4)(2)(2)(3)(3)下列关于基因工程的叙述中下列关于基因工程的叙述中,正确的是正确的是:A.A.限制酶只用于提取目的基因限制酶只用于提取目的基因B.B.细菌体内的环状细菌体内的环状DNADNA均可作运载体

13、均可作运载体C.DNAC.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接连接酶可用于目的基因和运载体的连接D.D.重组重组DNADNA分子一旦进入受体细胞分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成基因工程则完成.以下说法正确的是以下说法正确的是:A.A.目的基因是指重组目的基因是指重组DNA DNA B.B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.DNAC.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体D.D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达够成功表达 CBA.

14、A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒基因和质粒B.DNAB.DNA连接酶和连接酶和RNARNA聚合酶是构建重组质聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶粒必需的工具酶C.C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒否导入了重组质粒D.D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达表达.（20062006年年.四川）用基因工程技术可使大肠四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是B切取牛的生长激素或人的生长激素基因切取牛的

15、生长激素或人的生长激素基因,用显微用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而从而获得了获得了”超级鼠超级鼠”,”,次项技术遵循的原理是次项技术遵循的原理是A.A.基因突变基因突变 DNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质B.B.基因工程基因工程 RNA DNA RNA DNA 蛋白质蛋白质C.C.细胞工程细胞工程 DNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质D.D.基因工程基因工程 DNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质Dba(多选题多选题)如图如图,下列有关酶功能的下列有关酶功能的叙述中叙述中,正确的是正确的是A.A.切断切断a a处的酶为

16、限制性内切酶处的酶为限制性内切酶B.B.连接连接a a处的酶为处的酶为DNADNA连接酶连接酶C.C.切断切断b b处的酶为解旋酶处的酶为解旋酶D.D.连接连接b b处的酶为处的酶为RNARNA聚合酶聚合酶ABC基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好的前景和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜如甜菜、马铃薯等菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使中并获得有效表达，使“工程植物工程植物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：（2）基因表达的含义是：）基因表达的含义是：（3）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：（4）基因工程操作中的工具是：）基因工程操作中的工具是：海藻糖合成酶基因的获取海藻糖合成酶基因的获取目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测基因基因通过通过转录转录、翻译翻译合成蛋白质，体合成蛋白质，体现出相应的性状现出相应的性状酶基因酶基因 mRNA mRNA 海藻糖合成酶海藻糖合成酶转录转录翻译翻译