能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚,普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的,第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用,基因工程：又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。,原 理：,操作水平：,結(jié) 果：,一、基因工程,目的基因,基因重組,DNA分子水平,定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。,獲得新性狀,二、基因操作的工具,1.基因的“剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）,一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。,專一性,如:EcoRI限制酶,被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？,思考:,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,嘗試寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,練一練:,、基因的針線DNA連接酶,連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。,基因的針線：DNA連接酶,3、基因的運輸工具運載體,常用的運載體： 質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等,標(biāo)記基因，便于進行檢測。,質(zhì)粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是擬核或細胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.,外源DNA,質(zhì) 粒,酶切位點,酶切,酶切,混合,DNA連接酶,利用黏性末端進行DNA片段和載體DNA的體外重組,1.提取目的基因,2.目的基因與運載體結(jié)合,3.將目的基因?qū)胧荏w細胞,4.目的基因的檢測與鑒定,基因工程操作基本步驟:,要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是( ) 限制酶 連接酶 解旋酶 還原酶 2.基因工程的正確操作步驟是（ ） 使目的基因與運載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細胞 檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求 提取目的基因 ,積極思維:,3(多選)下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是( ) A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體 B一種限制酶都只能識別特定的核苷酸序列 C選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達 4 (多選)采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的正確的是( ) A將毒素蛋白注射到棉受精卵中 B將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 C將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細菌，用該菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng) D將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細菌質(zhì)粒重組，注射到子房并進入受精卵,5 (多選)下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進行的是( ) A我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻 B我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 C我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 D我國科學(xué)家通過體細胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛 6 (多選)下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是( ) A基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因 B細菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體 C通常用同一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運載體DNA D為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體,？,思維拓展:,細菌和人是差異非常大的兩種生物,為什么通過基因重組后,細菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)呢?,這可不是普通的細菌，它是嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。,轉(zhuǎn)基因抗棉鈴蟲棉花,三、 基因工程的應(yīng)用,(一)、基因工程與作物育種,轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻,生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。,2、基因工程與藥物研制,我國生產(chǎn)的部分基因 工程疫苗和藥物,許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。,微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。,胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。,將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!,世界上第一只基因改造的靈長類動物猴子的研究，將有助於發(fā)現(xiàn)諸如老年癡呆癥、愛滋病及癌癥的新基因療法,3、 環(huán)境保護 基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。,通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。,