第六章第二节基因工程及其应用

第六章第二节基因工程及其应用从大肠杆菌说起质粒基因大肠杆菌能合成人得胰岛素吗？能合成干扰素吗？从大肠杆菌说起胰岛素每100kg猪或牛得胰腺中提取4~5g胰岛素

79年,利用大肠杆菌得DNA分子重组,2000L培养液提取100g,相当于2吨猪胰腺中提取得量从大肠杆菌说起干扰素:一千克纯得干扰素价值可达440亿美元。传统生产方法:血液中提出白细胞,然后用病毒去感染它,这时会产生干扰素,1个细胞最多生产100~1000个干扰素分子基因工程:改造得大肠杆菌发酵生产:一天内便可生产20万个干扰素分子。1KG培养物中可以得到20~40mg干扰素一、基因工程——分子水平改变生命基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术就是在生物体外,通地对DNA分子进行人工剪切与拼接,对生物得基因进行改造与重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生人类所需要得基因产物。

通俗地说,就就是按照人们得意愿,把一种生物得个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物得细胞里,定向地改造生物得遗传性状(目得)。基因得剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)(一)基因操作得工具限制酶就是在生物体(主要就是微生物)内得一种酶,能将外来得DNA切断,由于这种切割作用就是在DNA分子内部进行得,故名限制性内切酶。特点:特异性。即一种限制酶只能识别一种特定得核苷酸序列,并且能在特定得切点上切割DNA分子。基因得剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)大肠杆菌(E、coli)得一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G与A之间切开。限制酶基因得剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)限制酶什么叫黏性末端？被限制酶切开得DNA两条单链得切口,带有几个伸出得核苷酸,她们之间正好互补配对,这样得切口叫黏性末端。基因得针线——DNA连接酶(二)基因操作得工具

DNA连接酶可把黏性末端之间得缝隙“缝合”起来,即把梯子两边扶手得断口连接起来,这样一个重组得DNA分子就形成了。磷酸二酯键外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？(二)基因操作得工具导入过程需要运输工具——运载体。运载体得作用有哪些？作用一:作为运载工具,将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。作用二:利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内,对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点基因得运载工具——运载体:常用得运载体主要有两类:

1)细菌细胞质得质粒

2)噬菌体或某些动植物病毒质粒:质粒就是染色体外能够进行自主复制得遗传单位,包括真核生物得细胞器与细菌细胞中核区外得DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌与放线菌等生物中核以外得DNA分子。质粒就是基因工程最常用得运载体。绝大多数细菌质粒都就是闭合环状DNA分子。有得一个细菌中有一个,有得一个细菌中有多个。大肠杆菌得质粒:最常用得质粒就是大肠杆菌得质粒,其中常含有抗药基因,如四环素得标记基因。质粒得存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用,但复制只能在宿主细胞内成。四个基本步骤:(三)基因操作得基本步骤1)提取目得基因2)目得基因与运载体结合3)将目得基因导入受体细胞4)目得基因得检测与表达目得基因(三)基因操作得基本步骤目得基因就是人们所需要转移或改造得基因。如苏云金芽孢杆菌得抗虫基因,还有植物得抗病(抗病毒、抗细菌)基因、种子贮藏蛋白得基因,以及人得胰岛素基因、干扰素基因等。直接分离基因人工合成基因目得基因得提取方法(三)基因操作得基本步骤步骤二:目得基因与运载体重组

1)用一定得限制酶切割质粒,使其出现一个切口,露出黏性末端。

2)用同一种限制酶切断目得基因,使其产生相同得黏性末端。

3)将切下得目得基因片段插入质粒得切口处,再加入适量DNA连接酶,形成了一个重组DNA分子(重组质粒)目得基因与运载体得结合过程,实际上就是不同来源得基因重组得过程。(三)基因操作得基本步骤常用得受体细胞:有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌与动植物细胞等。将目得基因导入受体细胞得原理借鉴细菌或病毒侵染细胞得途径。步骤三:目得基因导入受体细胞(三)基因操作得基本步骤步骤四:目得基因得检测与表达四环素抗性基因氨苄青霉素抗性基因不能,受体细胞必须表现出特定得性状,才能说明目得基因完成了表达。(三)基因操作得基本步骤受体细胞摄入DNA分子后就说明目得基因完成了表达吗？若不能表达,要对抗虫基因再进行修饰。二、基因工程得应用运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好得农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途得动、植物。生长快、耐不良环境、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)1、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色A:紫外光照射下得转绿色荧光蛋白得Eustoma(Lisianthus)花。B:转没有绿色荧光蛋白得空质粒得花,会发光得转基因鱼导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级动物特殊动物图为2001年12月底出生得5只可爱得转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称,这些转基因小猪将为研究与“生产”适用于人体移植手术使用得动物器官提供巨大得帮助。首只转基因猴诞生,人类未来忧喜参半2、

2002年,中国转基因棉花达到150万公顷,已经占到棉花产量得1／3、

我国大豆食用油近七成就是“转基因”产品与杂交育种、诱变育种相比较,基因工程育种得优点有哪些？目得性强、克服远源杂交不亲与性、育种周期短

1993年我国科学工作者培育成得抗棉铃虫得转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于()A、普通棉花得基因突变B、棉铃虫变异形成得致死基因C、寄生在棉铃虫体内得线虫D、苏云金芽孢杆菌体内得抗虫基因D2、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1、微生物基因工程:即把目得基因导入大肠杆菌等菌中,通过微生物表达目得基因得产物。2、细胞基因工程:即用哺乳动物细胞株表达目得产物3、转基因动物:即将目得基因直接导入鼠、兔、羊与猪体内,使目得基因在哺乳动物体内表达,从儿获得目得产物产品名称菌株或细胞应用人胰岛素大肠杆菌人生长激素大肠杆菌表皮生长因子大肠杆菌白细胞介素-2大肠杆菌a—干扰素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓剂哺乳动物细胞治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎治疗心血管病(心脏病)胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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。将合成得胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵得药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产2、不属于基因工程方法生产得药物就是()A、干扰素B、白细胞介素C、青霉素D、乙肝疫苗

C3、基因工程与环境保护⑴环境监测:

基因工程做成得DNA探针能够十分灵敏地检测环境中得病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来利用基因工程培育得“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染得情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收与转化污染物。⑵环境污染治理:

基因工程做成得“超级细菌”能吞食与分解多种污染环境得物质。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。

2006年3月14日绿色与平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。

那么转基因食品到底安全吗？什么样得转基因食品才能上市？如何面对市场上得转基因食品呢？

四、基因食品得安全性1、转基因生物可能对人体健康产生不利影响,严重得可以致癌与其她疾病。2、转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统得稳定性产生不利影响。3、基因武器可能给人类带来毁灭性得危险。1)以下说法正确得就是()

A、所有得限制酶只能识别一种特定得核苷酸序列

B、质粒就是基因工程中唯一得运载体

C、运载体必须具备得条件之一就是:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接

D、基因控制得性状都能在后代表现出来C练习2)有关基因工程得叙述正确得就是()

A、限制酶只在获得目得基因时才用

B、重组质粒得形成在细胞内完成

C、质粒都可作为运载体

D、蛋白质得结构可为合成目得基因提供资料D3)有关基因工程得叙述中,错误得就是()

A、DNA连接酶将黏性末端得碱基对连接起来