基因工程及其应用1

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，定向地改造生物的性状。原理：不同生物间的基因重组操作水平：DNA分子水平操作环境：生物体外结果：定向改造生物的性状，获得人类所需要的品种。目的基因供体细胞受体细胞

一、基因工程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，并在特定的切割点上将DNA分子切断。专一性

二、基因工程的工具基因的针线：DNA连接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同种限制酶切割

被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？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。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标记基因，便于进行检测。第一步：获取目的基因

三、基因工程的操作步骤人们所需要的特定基因取得途径：1、直接从供体细胞中分离基因2、人工合成基因第二步：目的基因与运载体结合

1、用同一种限制酶切割质粒和目的基因2、加入DNA连接酶3、质粒和目的基因结合成重组DNA分子第三步：将目的基因导入受体细胞导入扩增常用的受体细胞：菌类和动植物细胞主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法第四步：目的基因的检测和表达检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，判断目的基因导入与否表达：受体细胞表现出特定的性状，如棉花抗虫性状的表现第四步：目的基因的检测和表达

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。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物1、基因工程与作物育种

四、基因工程的应用生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因

工程疫苗和药物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%!3、环境保护

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。

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“超级细菌”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DDT等毒害物质。

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。练习：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②连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．专一性Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响ＡＢ⒊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．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②

⒋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（）（２００３理综第７题）

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中

②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中

③将编码毒素蛋白的Ｄ