1、第2节 基因工程及其应用,学习目标：,1、基因工程的基本原理 2、举例说明基因工程在各生产领域中的运用 3、关注转基因生物和转基因食品的安全性,每100kg 猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。,1979年，将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌内获得表达；每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,从大肠杆菌说起胰岛素,科学家用基因工程方法在大肠杆菌内获得了干扰素，1KG培养物中可以得到2040mg干扰素，1987年上述干扰素大量投放市场。,干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！传统方法从人血液中提取，每30
2、0L血液才提取1mg干扰素！其“珍贵”程度自不用多说。,从大肠杆菌说起干扰素,基因工程：即 。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, 地改造生物的 。,原 理：,操作水平：,结 果：,一、基因工程,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。,基因拼接技术或DNA重组技术,定向,遗传性状,学习检测 1、下有关基因工程的叙述，正确的是（ ） A、基因工程是细胞水平上的生物工程 B、基因工程的产物对人类都是有益的 C、基因工程产生的变异属于人工诱变 D、基因工程育种的优点之一是目的性强,D,大肠
3、杆菌的一种限制酶(EcoRI)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,限制酶,限制酶,1、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:,形成的黏性末端不同,不同的限制酶呢？,是。,.下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是A. B. C. D.,B,学习检测 2、下列关于限制酶的说法不正确的是（ ） A一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B不同的限制酶切割DNA的切点不同 C限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布 D限制酶的作用是用来提取目的基因,C,1下图中有关工具酶功能的叙述，不正确的是( )A切断a处的酶为限制性内切酶 B连接a处的酶为DNA连接酶 C切
4、断b处的酶为DNA解旋酶 D连接b处的酶为RNA聚合酶,D,1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存,2、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点最好只有一个），以便与外源基因连接,3、具有标记基因，便于进行筛选,B、常用 的运载体：,质粒、噬菌体和动植物病毒等,A、作为运载体的条件：,4、必须是安全的，不会对受体细胞有害。,学习检测 1、质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（ ） 能自主复制;不能自主复制;结构很小; 蛋白质； 环状RNA；环状DNA ； 能“友好”地“借居”. A、 B、 C、 D、,C,学习检测 3、下列关于基因工程的叙述不正确的是（ ） A、基因工程中常用的运载体质粒在动
5、植物细胞中广泛存在 B、基因工程的生物学原理是基因重组 C、通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状 D、基因的针线是DNA连接酶,D,提供质粒细菌,供体细胞,同一种限制酶,DNA连接酶,重组DNA （重组质粒）,目的基因的提取、与运载体的结合,目的基因导入受体细胞、目的基因的表达,导入,增殖,目的基因产物,1下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中,C,2要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用 A、只需DNA连接酶 B、同一种限制酶和DNA连接酶 C、只需限制酶 D、不
6、同的限制酶和DNA连接酶,B,基因工程,原理： 优点：基因操作工具 步骤：,基因重组,1、定向改造生物的遗传性状； 2、克服了不同物种之间远缘杂交不亲和,限制酶“剪刀” DNA连接酶“针线” 运载体：质粒、病毒,1、提取目的基因2、目的基因与运载体的结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的表达和检测,1基因工程中，切割目的基因和载体所用的限制酶及切口必备的特点是( ) A可不同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同 B必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可不相同 C必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同 D可用不同的限制性内切酶，露出不同的黏性末端,A,2下列不能作为基因工程
7、受体细胞的是（ ） A动物的受精卵 B酵母菌细胞 C人的神经细胞 D大肠杆菌细胞,C,3科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，这项技术的遗传学原理（ ） A、基因重组 B、 基因突变 C、基因复制 D、基因分离,A,4转基因动物是指（ ） A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物,B,5基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是( ) A人工合成基因 B目的基因与运载体结合 C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测与表达,C,6.有关基因工程的叙述正确的是 A
8、、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,7.有关基因工程的叙述，正确的是 A重组DNA分子所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C选用细菌作为受体细胞是因为细菌繁殖快 D只要目的基因导入受体细胞就能成功表达,C,二、基因工程的应用,基因工程在农业上的应用,培育高产、稳产和具有优良品质的农作物,培育抗逆性品种将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,抗虫基因作物的意义： 减少农
9、药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。,基因工程在畜牧业的应用,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精卵中。,将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。,基因工程在药物研究的应用,用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。提高生产产量、降低生产成本。,（8）不属于基因工程方法生产的药物是 A、干扰素 B、白细胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗,C,1）用基因工程产物 “超级细菌”分解石油，可以大大提高细
10、菌分解石油的效率。2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。3) 用于环境检测。,基因工程在净化环境中应用,用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。,下列各项中，与基因工程无关的是（ ） A、选择“工程菌”生产胰岛素 B、培育转基因抗虫棉 C、人工诱导多倍体 D、利用DNA探针检测应用水是否含有病毒,C,三、转基因生物与转基因食品的安全性,两种观点 不安全：证据 安全：证据,你们的观点？,安全观点：1、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；2、减少农药使用、减少环境污染；3、节省生产成本，降低
11、粮食售价；4、增加食品营养、提高食品产量等。不安全观点：1、可能产生抗除草剂的超级杂草；2、可能使疾病的散播跨越物种障碍；3、可能损害农作物的生物多样性；4、认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性；5、可能产生新毒素和新过敏源。,三、基因工程 1概念：又叫基因拼接技术或 ，是按照人们的意愿，把一种生物的 提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的遗传性状。,2基本工具 (1)基因的剪刀： 。 (2)基因的针线： 。 (3)基因的运载体：常用的有 、噬菌体和 等。,DNA重组技术,某种基因,定向,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,动植物病毒,4操作步骤 (1)提取 。 (2)目的基因与 结合。 (3)将目的基因导入 。 (4)目的基因的 。,5应用:基因工程主要在 、药物研制和 等方面取得了重大成就。,目的基因,运载体,受体细胞,检测和鉴定,作物育种,环境保护,
