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1、基因工程基因工程一、基因工程的基本內容一、基因工程的基本內容（一）基因工程概念（一）基因工程概念 基因工程又叫做基因拼接技術或基因工程又叫做基因拼接技術或DNADNA重組重組技術。這種技術是在生物體外，通過對技術。這種技術是在生物體外，通過對DNADNA分分子進行人工子進行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對生物的基，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。產生出人類所需要的基因產物。（二）基因操作的工具（二）基因操作的工具1 1、基
2、因工程培養(yǎng)抗蟲棉的簡要過程、基因工程培養(yǎng)抗蟲棉的簡要過程蘇云金芽孢桿蘇云金芽孢桿菌菌提取提取抗蟲基抗蟲基因因棉的細棉的細胞胞“放入放入”與棉與棉DNADNA結合結合發(fā)揮作發(fā)揮作用用u 操作水平:DNA分子水平u基本過程：剪切拼接導入表達u結 果：產生人類需要的基因產物2 2、基因工程的工具、基因工程的工具(1) 基因的剪刀 限制性內切酶 限制酶主要存在于微生物中，一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定切點上切割DNA分子。G GA AA A T TT T C CG GC C T TT T A AA A（黏性末端）（黏性末端）（黏性末端）（黏性末端）(2) 基因的針線 DNA連接酶
3、G GA AA A T TT T C CG GC C T TT T A AA A(3) 基因的運輸工具 運載體 作用：作用：將目的基因送入受體細胞。 運載體具備的條件：運載體具備的條件：能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保 存；具有多個酶切點以便與外源基因連接；具有某些 標記基因，便于進行篩選。 常用的運載體：常用的運載體：質粒、噬菌體和動植物病毒（三）基因操作的基本步（三）基因操作的基本步驟驟提取目的基因目的基因與運載體結合目的基因導入受體細胞目的基因表達分離出質粒并用限制酶進行切割1 1、提取目的基因、提取目的基因（1）從供體細胞DNA直接分離基因 常用方法：“鳥槍法”（“散彈射擊法”） 具體做法
4、供體供體DNADNA限制酶切割DNADNA片段片段運載體受體受體細胞細胞DNADNA擴增擴增分離出帶分離出帶目的基因目的基因的的DNADNA片段片段 優(yōu)點：操作簡單 缺點：工作量大，具一定盲目性（2）人工合成基因 反轉錄法：目的基因轉目的基因轉錄的錄的mRNAmRNA逆轉錄單鏈DNA雙鏈DNA 由已知的氨基酸序列合成DNA：蛋白質蛋白質的氨基的氨基酸序列酸序列推測mRNA序列序列推測結構基因結構基因的核苷酸的核苷酸序列序列合成合成目的目的基因基因2 2、目的基因與運載體結合、目的基因與運載體結合帶目的基因的DNA質粒相同限制相同限制酶切割酶切割質粒與目的基因黏性末端相同DNADNA連連接酶接酶
5、帶目的基因的重組質粒3 3、將目的基因導入受體細胞、將目的基因導入受體細胞（1）常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土 壤農桿菌、酵母菌和動植 物細胞等。（2）主要方法：用質粒、細菌或病毒侵染細胞4 4、目的基因的檢測和表達、目的基因的檢測和表達（3）（1）為什么要檢測？能夠攝入重組DNA分子的受體細胞很少。（2）檢測什么？受體細胞是否有目的基因的導入（3）表達：通過特定性狀的產生與否來確定目的基因是否表達。二、基因工程的成果與發(fā)展前景二、基因工程的成果與發(fā)展前景（一）基因工程于醫(yī)藥衛(wèi)生（一）基因工程于醫(yī)藥衛(wèi)生1 1、生產基因工程藥品、生產基因工程藥品（1）傳統(tǒng)的某些藥品（如動物激素）生產：
6、從動物組織中提取，生產量小，價格昂貴。（2）基因工程方法生產藥品的方法：控制某種物控制某種物質合成基因質合成基因轉基因轉基因“工程菌工程菌”基因工基因工程藥品程藥品基因表基因表達產物達產物基因工程基因工程發(fā)酵分離提?。?）基因工程生產的藥品：胰島素、干擾素、白細胞介素、 溶血栓劑、凝血因子、人造血液代用品、各類疫苗等2 2、用于基因診斷與基因治療、用于基因診斷與基因治療 實例：實例：苯丙氨酸羥化酶基因探針檢測苯丙酮尿癥等 （1）基因診斷 概念：概念：是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分 子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上 遺傳信息，達到檢測疾病的目的。（2）基因治療：把健
7、康的外源基因導入有基因缺陷的細胞 中，達到治療疾病的目的。（二）基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)（二）基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)1、基因工程與農業(yè)（1）通過基因工程技術獲得高產、穩(wěn)產和具有優(yōu)良品質的農作物。（2）用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作用新品種。2、基因工程與畜牧養(yǎng)殖業(yè) 科學家已將某些特定基因與病毒DNA構成重組DNA，然后通過感染或顯微注射技術將重組DNA轉移到動物受精卵中，從而培育出可以獲得人們所需要的各種優(yōu)良品質的品種。我國培育的抗青枯病馬鈴薯在大棚中繁殖顯微注射技術超級鼠3、基因工程與食品工業(yè)為人類開辟新的食品來源，如利用細菌生產人類所需要的卵清蛋白等為人類開辟新的食品來源，
8、如利用細菌生產人類所需要的卵清蛋白等（三）基因工程與環(huán)境保護（三）基因工程與環(huán)境保護1、基因工程方法可以用環(huán)境監(jiān)測。如用DNA探針檢測水中 病毒的含量。2、基因工程可以用于被污染環(huán)境的凈化。如培養(yǎng)出分解石 油多種成分 的“超級細菌”，培養(yǎng)出能分解環(huán)境中有害 物質的細菌等。練一練練一練1.下列有關基因工程技術的敘述正確的是（ ） A.重組DNA技術所用的工具酶是限制酶、連接酶和運 載體。 B.所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列 C.選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖 速度快。 D.只要目的基因進入受體細胞就能實現(xiàn)表達。C2.基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基 因操作的步驟中，不進行堿基互補配對的是（ ） A.人工合成目的基因。 B.目的基因與運載體結合。 C.將目的基因導入受體細胞。 D.目的基因的檢測和表達。C3.能夠使植物體表達動物蛋白的育種方法是（ ） A.單倍體育種 B.基因工程育種 C.雜交育種 D.多倍體育種B
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