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1、第一节 杂交育种与诱变育种,抗虫害的玉米,转基因超级鼠,水母,转基因西红柿,转基因鲑鱼,第二节 基因工程及其应用,P102 什么是基因工程？ 基因工程最基本的工具是什么？ “基因剪刀” ”基因针线” “基因的运载体“,基因工程,基因的剪刀指的是： 限制性核酸内切酶（简称限制酶） 一种叫做EcoRI的限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。,基因工程,基因的“针线”指：DNA连接酶 基因的运载体有： “质粒” “噬菌体” “动植物病毒”, 基因操作的工具,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
2、断。目前已发现的限制酶有200多种。,、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。,重播,3、基因的运输工具运载体,运载体必须同时满足三个要求：能与目的基因结合；能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；比较容易得到。,1、提取目的基因,重播,DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。,4、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
3、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。,基因工程,操作步骤： 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测,基因工程的应用,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。 高效率的生产出高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等 利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，保护环境。,1、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),转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,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, 基因工程药品的生产,许多药品
4、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%!,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！,通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取204mg干扰素,人造血液及其生产
5、, 基因诊断与基因治疗,运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。,通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。,3、基因工程与环境保护, 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、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。, 环境污染治理： 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。,2、目的基因与运载体结合,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA分子。,3、目的基因的导入和表达,通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。,为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常要用CaCl2对受体细菌进行处理，使受体细菌具有更大的通透性。,
