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第二节 基因工程及其应用. 学习目标 基因工程的概念及其别称、原理和结果 基因工程的基本工具: 1. 剪刀是什么,该剪刀有何特点 2. 针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是 DNA 分子的哪一结构,它与 DNA 聚合酶之间有何区别 3. 常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 基因工程的应用 1. 在作物育种方面的特点、应用举例 2. 在药物生产方面的特点、应用举例 3. 基因工程还可应用于哪些方面,举例说明. 学习目标 基因工程的概念及其别称、原理和结果 基因工程的基本工具:
E N D
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 一、基因工程 概念: 即基因拼接技术,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,定向改造生物的遗传性状。 原 理: 基因重组 DNA分子水平 操作水平: 定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种。 结 果:
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 “ ” 二、基因操作的工具 指“ 限制性内切酶” 来源: 主要来自原核生物 一种限切酶只能识别一种特定 的核苷酸序列,并在特定切点切割 特点: 这个特点说明 酶具有专一性
AATTCCGTAG GGCATCTTAA CTTCATG AATTCCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA AATTCCGTAG 目的基因 GAAGTACTTAA GGGATT GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA 模型构建1 练习使用EcoRI 剪切目的基因 黏性末端
思考: 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端? 具有。 形成的黏性末端不同 不同的限制酶呢?
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 DNA连接酶 作用:连接两个来源不同的 DNA分子
(2006.台州质检)下列是由限制酶切割形成的DNA片段,能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是(2006.台州质检)下列是由限制酶切割形成的DNA片段,能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是 ④ AATTC… ③ G… ①…CTGCA …G ②…G G… …CTTAA ACGTC… A. ①③;②④B. ①②;③④C. ①④;②③D.以上都不对 A
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 常用的运载体: 1)细菌细胞质的质粒 2)噬菌体或某些动植物病毒 作用:将目的基因导入受体细胞 质粒:存在于许多细菌和酵母菌等 生物中,是细胞染色体外能够 自主复制的很小环状DNA分子.
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 • 运载体(carrying) • 1能够在宿主细胞内复制并稳定保存; • 2具有多个限制酶切点以便与外源基因相连; • 3具有标记基因,便于进行筛选.
DNA连接酶、限制性核酸内切酶、DNA聚合酶的作用部位:DNA连接酶、限制性核酸内切酶、DNA聚合酶的作用部位: 均为磷酸二酯键 • DNA连接酶与DNA聚合酶的区别 前者连接的是两个DNA片段,后者是将单个的脱氧核苷酸连接到已有DNA片段
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 基因工程的“四步曲” 提取目的基因 1 目的基因与运载体结合 2 将目的基因导入受体细胞 3 目的基因的检测和表达 4
学习目标 • 基因工程的概念及其别称、原理和结果 • 基因工程的基本工具: 1.剪刀是什么,该剪刀有何特点 2.针线是什么,该针线有何作用,该针线连接的是DNA分子的哪一结构,它与DNA聚合酶之间有何区别 3.常见的运载体的种类、作用、作为运载体的必备条件以及何为质粒 • 基因工程操作的四部曲以及常见的受体细胞种类 • 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面,举例说明 常用的受体细胞: 大肠杆菌、枯草杆菌、 土壤农杆菌、酵母菌、 动植物细胞等
四、 基因工程的应用 一、基因工程与作物育种
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)
转鱼抗寒基因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。
我国生产的部分基因工程疫苗和药物 2、基因工程与药物研制 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。 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。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。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。
exercise 基因工程的正确操作步骤是: 小试身手 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 • ③ ② ④ ① B. ② ④ ①③ • C. ④ ①② ③ D. ③ ④ ①②
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.①② B.③④ C.①④ D.②③ A
基因工程技术中的目的基因主要来源于 A A.自然界现存在生物体内的基因B.自然突变产生的新基因C.人工诱变产生的新基因D.科学家在实验室中人工合成的基因
下列关于基因工程的叙述中,正确的是: C A.限制酶只用于提取目的基因B.细菌体内的环状DNA均可作运载体C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成. 以下说法正确的是: B A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体D.只要受体细胞中含有目的基因,目的基因就一定能够成功表达
(2006年.四川)用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是(2006年.四川)用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是 A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达. B
b a ABC (多选题)如图,下列有关酶功能的叙述中,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.切断b处的酶为解旋酶D.连接b处的酶为RNA聚合酶
(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是 A.该技术导致生物定向变异B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基对连接起来C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料D.受精卵是理想的受体 ACD