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1、 基因工程及其應用基因工程及其應用 基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。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，定向地改造生物的性狀。原理：原理：基因重組基因重組操作水平：操作水平：DNA分子水平分子水平操作環(huán)境：操作環(huán)境：生物體外生物體外結果：結果：定向定向改造生物的性狀改造生物的性狀 基因操作的工具基因操作的工具基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）分布：分布：主要在微生物中主要在微生物中特點：特點：特異性（識別特特異性（識別特定核苷酸序列，切割特定核苷酸序列，切割特定位點）定位點）結果
2、：結果：產(chǎn)生黏性末端產(chǎn)生黏性末端( (堿基堿基互補配對）互補配對） 切割：切割：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 EcoRI 基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割 基因的針線基因的針線DNADNA連接酶連接酶連接部位：連接部位：脫氧核糖和磷酸之間脫氧核糖和磷酸之間（磷酸二酯鍵）（磷酸二酯鍵）結果：結果：兩個相同的黏性末端連接兩個相同的黏性末端連接
3、 基因的運輸工具基因的運輸工具運載體運載體種類：種類：質粒（常用）、質粒（常用）、 噬菌體、動植物病毒噬菌體、動植物病毒作用：作用：將外源基因導入受體將外源基因導入受體細胞細胞質粒：質粒：細菌及酵母菌中，細菌及酵母菌中，獨獨立立于細胞染色體外能于細胞染色體外能自主復自主復制制的小型環(huán)狀的小型環(huán)狀DNADNA。 運載體運載體( (carrying)應該應該具有什么特具有什么特點呢點呢? ? 運載體運載體( (carrying)1.1.能夠在宿主細胞內(nèi)復能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定保存；制并穩(wěn)定保存；. .具有多個限制酶切點具有多個限制酶切點以便與外源基因相連；以便與外源基因相連；. .具有標記基因
4、，便于具有標記基因，便于進行篩選進行篩選 提取途徑：提取途徑：基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟、提取目的基因、提取目的基因* * 從供體細胞從供體細胞DNADNA中直接分離法中直接分離法* * 人工合成基因法人工合成基因法（常用）（常用）反轉錄法：反轉錄法：mRNA單鏈單鏈DNA雙鏈雙鏈DNA直接合成法：直接合成法：蛋白質的氨基酸順序蛋白質的氨基酸順序基因堿基因堿基順序基順序目的基因目的基因 2 2、目的基因與運載體結合、目的基因與運載體結合一個切口一個切口兩個黏性末端兩個黏性末端兩個切口兩個切口獲得目的基因獲得目的基因DNADNA質粒質粒重組質粒重組質粒同種限制酶處理同種限制酶處理DNA
5、DNA連接酶連接酶 3 3、將目的基因導入受體細胞、將目的基因導入受體細胞導入導入增殖增殖主要借鑒細菌或病毒侵染細胞的方法主要借鑒細菌或病毒侵染細胞的方法常用的受體細胞：常用的受體細胞：菌類和動植物細胞菌類和動植物細胞受體菌的特點：受體菌的特點：繁殖力強，生長繁殖力強，生長速度快。速度快。 4 4、目的基因的表達和檢測、目的基因的表達和檢測檢測：檢測：根據(jù)受體中是否有標記基因，根據(jù)受體中是否有標記基因，判斷目的基因導入與否判斷目的基因導入與否表達：表達：根據(jù)受體細胞是否表現(xiàn)出特定根據(jù)受體細胞是否表現(xiàn)出特定性狀，判斷目的基因表達與否性狀，判斷目的基因表達與否 1、基因工程與生物育種、基因工程與生
6、物育種轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒 導入貯藏蛋白基因導入貯藏蛋白基因的超級羊的超級羊乳汁中含有人生長激素的轉基乳汁中含有人生長激素的轉基因牛因牛( (阿根廷阿根廷) ) 2 2、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。往十分昂貴。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應的藥物，不但能生物細胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應的
7、藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)基因工程藥品：胰島素、干擾素和乙肝疫苗等生產(chǎn)基因工程藥品：胰島素、干擾素和乙肝疫苗等 3、基因工程與環(huán)境保護、基因工程與環(huán)境保護環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測 基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探針能夠靈敏地檢測環(huán)境探針能夠靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細菌等污染。中的病毒、細菌等污染。 環(huán)境污染治理環(huán)境污染治理基因工程做成的基因工程做成的“超級細菌超級細菌”能吞食和分解能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。多種污染環(huán)境的物質。 練習：練習：實施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供實施基因工程的第一步的一種方法是把所需
8、的基因從供體細胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制體細胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識別分子的順序，切點性內(nèi)切酶能識別分子的順序，切點在和之間，這是利用了酶的（）在和之間，這是利用了酶的（）高效性專一性高效性專一性多樣性催化活性易受外界影響多樣性催化活性易受外界影響 * *在基因工程中不會出現(xiàn)在基因工程中不會出現(xiàn)A A、DNADNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來連接酶將黏性末端的堿基連接起來B B、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得C C、目的基因須有運載體導入受體細胞目的基因須有運載體導入受體細胞D D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶* *基因工程在診斷遺傳病上發(fā)展尤為迅速，目前基因工程在診斷遺傳病上發(fā)展尤為迅速，目前可以對幾十種遺傳病進行快速診斷，所采用的可以對幾十種遺傳病進行快速診斷，所采用的方法是方法是A A、基因工程生產(chǎn)藥物基因工程生產(chǎn)藥物B B、導入正?；驅胝；駽 C、合成合成DNADNA探針探針D D、用用“工程菌工程菌”治療疾病治療疾病
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