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基因工程及其应用 第2节 能发光的水母 能否让热带鱼也能发光? 设想 不能发光的热带斑马鱼 能产生人胰岛素的大肠杆菌 基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 原 理： 操作水平： 结 果： 目的基因 基因重组 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 获得新性状 二、基因操作的工具 1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶） 　　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 专一性 如:EcoRI限制酶 限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 　　被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 思考: GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA ２、基因的针线──DNA连接酶 　　连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 基因的针线：DNA连接酶 DNA连接酶连接的是DNA骨架上的缺口，不是碱基间的氢键 3、基因的运输工具——运载体 3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体： 质粒、噬菌体和动植物病毒等 标记基因，便于进行检测。 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.　 三、基因工程基本步骤 1、获取目的基因 基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基因，也就是目的基因如抗虫基因、人的胰岛素基因、干扰素基因等都是目的基因。 　　用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。 2、目的基因与运载体结合 3、将目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞：菌类和动植物细胞 4、目的基因的检测鉴定 　　大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 　　 ？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？ ①从细胞中分离出DNA ⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( )　 ①限制酶　②DNA连接酶　③解旋酶　④还原酶　　　 Ａ．①②　Ｂ．③④　Ｃ．①④　Ｄ．②③ 2.基因工程的正确操作步骤是（　）①使目的基因与运载体结合　　②将目的基因导入受体细胞　③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④提取目的基因 Ａ． ③②④① 　　Ｂ． ②④①③　　　　　Ｃ． ④①②③ 　 　Ｄ． ③④①② 细菌和人是差异非常大的两种生物,为什么通过基因重组后,细菌能够合成人体的某些蛋白质呢? 1、基因工程与作物育种 获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。 获得人们所需要的和具有优良品质的转基因动物 2、基因工程与药物研制 　　许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 　　微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，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。 　　胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 　　将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 　　基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。 3、环境污染治理 　　利用基因工程培育的“指示生物”能十分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。 环境检测：用DNA探针检测水中病毒的含量 4、其他 基因诊断：如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 五、转基因生物和转基因食品的安全性 阅读P105资料分析，讨论： 你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？ 练习题 例题1:请写出下面各项培育方法： （1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法