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1、第二节 基因工程的应用第1页，本讲稿共19页复习回顾复习回顾：第一节第一节 基因工程的原理基因工程的原理1、获得目的基因、获得目的基因2、重组载体的构建、重组载体的构建3、重组载体的转化和筛选、重组载体的转化和筛选4、目的基因的表达和鉴定、目的基因的表达和鉴定四四步步曲曲第2页，本讲稿共19页1 1、获得目的基因、获得目的基因、获得目的基因、获得目的基因基基因因工工程程的的一一般般程程序序2 2、重组载体的构建、重组载体的构建、重组载体的构建、重组载体的构建3 3、重组载体的转化和筛选、重组载体的转化和筛选、重组载体的转化和筛选、重组载体的转化和筛选4 4、目的基因的表达和鉴定、目的基因的表达
2、和鉴定、目的基因的表达和鉴定、目的基因的表达和鉴定第3页，本讲稿共19页基因工程的意义：基因工程的意义：打破生殖隔离，在打破生殖隔离，在分子水平分子水平上定向改变上定向改变生物的遗传特性。生物的遗传特性。是分子生物学转化为社会生产力的重要是分子生物学转化为社会生产力的重要标志。标志。第4页，本讲稿共19页第二节第二节 基因工程的应用基因工程的应用 普通小麦普通小麦普通小麦普通小麦 转基因小麦转基因小麦转基因小麦转基因小麦第5页，本讲稿共19页1、在农业上的应用：、在农业上的应用：抗虫棉抗虫棉金米金米2、在医学上的应用：、在医学上的应用：基因工程药物基因工程药物基因治疗基因治疗第二节第二节 基因
3、工程的应用基因工程的应用（重组人胰岛素、基因疫苗）（重组人胰岛素、基因疫苗）（重组人胰岛素、基因疫苗）（重组人胰岛素、基因疫苗）（镰刀型细胞贫血症）（镰刀型细胞贫血症）（镰刀型细胞贫血症）（镰刀型细胞贫血症）第6页，本讲稿共19页镰刀型细胞贫血症的治疗方案镰刀型细胞贫血症的治疗方案正常基因克隆人体中编码血红蛋白的正常基因将正常基因插将正常基因插入到载体中入到载体中载体载体载体插入到造血干细胞的染色体中，其载体插入到造血干细胞的染色体中，其中包括含有正常的基因中包括含有正常的基因造血干细胞的染色体造血干细胞的染色体将经基因工程改造的造血干细胞回输将经基因工程改造的造血干细胞回输到病人的骨髓中，以
4、产生正常的血细到病人的骨髓中，以产生正常的血细胞胞第7页，本讲稿共19页一、判断题：1限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列。2一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列。3目的基因是指重组DNA质粒。4只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功地进行表达。巩固练习第8页，本讲稿共19页二、选择题：二、选择题：1、要想将目的基因与载体连接起来，、要想将目的基因与载体连接起来，在基因操作中应选用（在基因操作中应选用（）A、只需、只需DNA连接酶；连接酶；B、同一种限制酶和、同一种限制酶和DNA连接酶；连接酶；C、只需限制酶；、只需限制酶；D、不同的限制酶和、不同的限制酶和DNA连接酶。连
5、接酶。B第9页，本讲稿共19页2、基因工程是在基因工程是在DNA分子水平上进行设分子水平上进行设计施工。在基因工程的操作步骤中，不进计施工。在基因工程的操作步骤中，不进行碱基互补配对的是（行碱基互补配对的是（）A、人工合成目的基因；、人工合成目的基因；B、目的基因与运载体结合；、目的基因与运载体结合；C、将目的基因导入受体细胞；、将目的基因导入受体细胞；D、目的基因的检测与表达。、目的基因的检测与表达。第10页，本讲稿共19页3、基因工程的设计与操作是在什么水平上进行的（）A细胞 B细胞器 C分子 D个体是C第11页，本讲稿共19页4、限制性内切酶的特点（）A只能识别GAATTC B识别特定的
6、核苷酸序列和具有特定的酶切位点 C识别黏性末端 D切割质粒DNA的标记基因B第12页，本讲稿共19页 5、下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（）A、一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列；B、限制性内切酶的活性受温度影响；C、限制性内切酶能识别和切割RNA；D、限制性内切酶可从原核生物中提取。C第13页，本讲稿共19页6、人的糖蛋白必须经内质网和高尔、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成。能过转基因技基体进一步加工合成。能过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（的受体细胞是（）A、大肠杆菌大肠杆菌 B、酵母菌酵母菌
7、 C、4 4噬菌体噬菌体 D、质粒、质粒DNA第14页，本讲稿共19页7、金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：新品种。请据图回答：新品种。请据图回答：新品种。请据图回答
8、：将将将将连接到连接到连接到连接到上形成上形成上形成上形成，常用到的酶有，常用到的酶有，常用到的酶有，常用到的酶有 .和和和和 。经检测，被经检测，被经检测，被经检测，被侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明明明明经过经过经过经过 和和和和 在茶花叶片细胞内得到了在茶花叶片细胞内得到了在茶花叶片细胞内得到了在茶花叶片细胞内得到了 .通过转基因方法获得的抗病金茶花将来产生的配子中是通过转基因方法获得的抗病金茶花将来产生的配子中是通过转基因方法获得的抗病金茶花将来产生的配子中是通过转基因方法
9、获得的抗病金茶花将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？否一定含有抗病基因？否一定含有抗病基因？否一定含有抗病基因？.限制性内切酶限制性内切酶DNA连接酶连接酶转录转录翻译翻译不一定不一定表达表达第15页，本讲稿共19页8 8、糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的治疗、糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的治疗、糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的治疗、糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的治疗多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物胰腺中提取，基因工程多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物胰腺中提取，基因工程多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物胰腺中提取，基因工程多用激
10、素疗法。胰岛素过去主要从动物胰腺中提取，基因工程技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操作的基本过程如下技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操作的基本过程如下技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操作的基本过程如下技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操作的基本过程如下图：图：图：图：（1 1）该工程中，基因的手术刀）该工程中，基因的手术刀）该工程中，基因的手术刀）该工程中，基因的手术刀是是是是 ；基因的缝纫针；基因的缝纫针；基因的缝纫针；基因的缝纫针是是是是 ；质粒作为载体，；质粒作为载体，；质粒作为载体，；质粒作为载体，其基本组成单位是其基本组成单位是其基本组成单位是其基本组成单位是 。（2 2
11、）剪取目的基因和剪切质粒）剪取目的基因和剪切质粒）剪取目的基因和剪切质粒）剪取目的基因和剪切质粒时，应用同一种限制酶切割，这时，应用同一种限制酶切割，这时，应用同一种限制酶切割，这时，应用同一种限制酶切割，这是为了是为了是为了是为了 。（3 3）检测目的基因是否进入了）检测目的基因是否进入了）检测目的基因是否进入了）检测目的基因是否进入了受体细胞，通常根据受体细胞，通常根据受体细胞，通常根据受体细胞，通常根据 .来确定。来确定。来确定。来确定。（4 4）人的胰岛素基因能够在细）人的胰岛素基因能够在细）人的胰岛素基因能够在细）人的胰岛素基因能够在细菌体内表达，说明了菌体内表达，说明了菌体内表达，
12、说明了菌体内表达，说明了 ；。限制性内切酶限制性内切酶DNA连接酶连接酶脱氧核苷酸脱氧核苷酸得到相同的得到相同的黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端有无标记基因有无标记基因 人与细菌共用人与细菌共用一套遗传密码一套遗传密码第16页，本讲稿共19页9 9、某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（、某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（、某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（、某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（AmyAmy）基因）基因）基因）基因a a，通过基，通过基，通过基，通过基因工程将因工程将因工程将因工程将a a转移到马铃薯植物中，经检测，转移到马铃薯植物中，经检测，转移到马铃薯植物中，经检测，转移
13、到马铃薯植物中，经检测，AmyAmy在成熟块茎细胞的在成熟块茎细胞的在成熟块茎细胞的在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。请回答：细胞间隙中发现。请回答：细胞间隙中发现。请回答：细胞间隙中发现。请回答：（1 1）a a在基因工程中叫在基因工程中叫在基因工程中叫在基因工程中叫 ，它的结，它的结，它的结，它的结构包括构包括构包括构包括 区和区和区和区和 区。提取它的一区。提取它的一区。提取它的一区。提取它的一个必要步骤是个必要步骤是个必要步骤是个必要步骤是 。基因运载工具是基因运载工具是基因运载工具是基因运载工具是 ，与，与，与，与a a结合前还必须经结合前还必须经结合前还必须经结合前还必须经过的处理是
14、过的处理是过的处理是过的处理是 。（2 2）AmyAmy在成熟块茎细胞间隙中的发现，说在成熟块茎细胞间隙中的发现，说在成熟块茎细胞间隙中的发现，说在成熟块茎细胞间隙中的发现，说明细菌的基因明细菌的基因明细菌的基因明细菌的基因a a已整合到右图中的已整合到右图中的已整合到右图中的已整合到右图中的 。或或或或 结构中。结构中。结构中。结构中。（3 3）合成）合成）合成）合成AmyAmy的过程分为的过程分为的过程分为的过程分为 和和和和 两大步骤，两大步骤，两大步骤，两大步骤，AmyAmy合成合成合成合成并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞结构有并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该
15、过程的细胞结构有并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞结构有并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞结构有 ，其分泌是以，其分泌是以，其分泌是以，其分泌是以 的形式进行的。的形式进行的。的形式进行的。的形式进行的。（4 4）AmyAmy的基本组成单位是的基本组成单位是的基本组成单位是的基本组成单位是 ，各组成单位间靠，各组成单位间靠，各组成单位间靠，各组成单位间靠 相连相连相连相连（5 5）本图比作马铃薯块茎细胞的缺陷，是该图多画了）本图比作马铃薯块茎细胞的缺陷，是该图多画了）本图比作马铃薯块茎细胞的缺陷，是该图多画了）本图比作马铃薯块茎细胞的缺陷，是该图多画了 。目的基因目的基因编码编码非编码非编码用限制性内切酶切出用限制性内切酶切出黏黏黏黏性末端性末端 载体载体用同一种限制性内切酶切出用同一种限制性内切酶切出黏黏黏黏性末端性末端 细胞核细胞核 线粒体线粒体转录转录 翻译翻译 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体 外排外排氨基酸氨基酸肽键肽键 叶绿体叶绿体 第17页，本讲稿共19页2012年年9月月第18页，本讲稿共19页大肠杆菌质粒大肠杆菌质粒大肠杆菌质粒大肠杆菌质粒的分子结构示意图的分子结构示意图的分子结构示意图的分子结构示意图 第19页，本讲稿共19页