云南师范大学生命科学学院094120040 09生科A班 陶龙江抗虫棉能产生人胰岛素的大肠杆菌具有柠檬味的西红柿第六章 第二节 基因工程及其应用生物必修2授课人：陶龙江1、概念：基因工程又叫基因拼接技术 或DNA重组技术。通俗地说，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，定向地改造生物的遗传性状。一、基因工程的原理 基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金苏云金 芽孢杆菌芽孢杆菌提取提取抗虫抗虫 基因基因与运载体与运载体 DNADNA拼接拼接棉花细胞棉花细胞( (含含抗虫基因抗虫基因) )棉花植株棉花植株( (有有抗虫特性抗虫特性) )导入导入 基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶2 2、基因操作的工具、基因操作的工具限制酶是在生物体限制酶是在生物体( (主要是主要是微生物微生物) )内内 的一种酶，能将外来的的一种酶，能将外来的DNADNA切断切断，由于这种，由于这种 切割作用是在切割作用是在DNADNA分子内部进行的，故名限分子内部进行的，故名限 制性内切酶。制性内切酶。特点：特异性。特点：特异性。一种限制酶只能识别一种特定的核苷一种限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列，并在特定的切点上切割酸序列，并在特定的切点上切割DNADNA分子。分子。 基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶大肠杆菌大肠杆菌( (E.coliE.coli) )的一种限制酶能识的一种限制酶能识 别别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。限制酶限制酶2 2、基因操作的工具、基因操作的工具被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口，两条单链的切口， 带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好互补，他们之间正好互补 配对，这样的切口叫黏性末端。配对，这样的切口叫黏性末端。 基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶 基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因黏性末端 基因的针线DNA连接酶DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝 合”起来，即把脱氧核苷酸和磷酸交替连接 而构成的DNA骨架上的缺口连接起来，这样一 个重组的DNA分子就形成了。基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体3、基因操作的基本步骤l提取目的基因l目的基因与运载体结合载体结合l l将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞l l目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定模拟制作：重组DNA分子的模拟操作下一张二、基因工程的应用1，生物育种2，医药研制3，环境保护1与农牧业、食品工业 （1）农业：培育高产、优质或具特殊用途的动植物新品种 。 （2）畜牧养殖业：培育体型巨大（如超级小鼠、超级绵羊 、超级鱼等）、品质优良（如具有抗病能力、高产仔率、高 产奶率和高质量的皮毛等）的转基因动物；利用外源基因在 哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质，如激素、 抗体及酶类等。 （3）食品工业：为人类开辟新的食物来源。 返回2与医药卫生 （1）生产基因工程药品 优点：高质量、低成本 举例：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种 （2）基因诊断 含义：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针， 利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检 测疾病的目的。 举例：用DNA探针检测出肝炎患者的病毒，为诊断提供了一种 快速简便方法。 成果：已能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒；在 诊断遗传病方面发展尤为迅速；在肿瘤诊断中的应用取得重要成 果。 （3）基因治疗 含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗 疾病的目的。 举例：半乳糖血症（病因、研究成果） 发展前景：许多遗传病及疑难病症将被人类征服。 返回3与环境保护 （1）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量 方法：使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒 DNA杂交，从而把病毒检测出来。 特点：快速、灵敏 （2）用于被污染环境的净化：分解石油的“超级细菌”；“吞噬 ”汞和降解土壤中DDT的细菌；能够净化镉污染的植物；构建 新的杀虫剂；回收、利用工业废物等返回随堂检测1，简述基因工程操作的几个步骤目的基因 提取目的基因与 运载体结合导入受体 细胞 目的基因的 检测与表达2，常用的受体细胞有哪些？质粒，噬菌体，动植物病毒