基因重組 (2)

1、第二節(jié) 基因重組鸚鵡的后代有多種類型一只母貓生的小貓各不相同這些現(xiàn)象都是通過基因重組而來的！黃色圓粒(YYRR)綠色鄒粒 (yyrr)?綠色圓粒(yyRR)?怎么回事??？二、高等生物的基因重組1.概念:具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行有性生殖過程時,控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過程。2.類型:基因的自由組合:基因的互換:非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換.(交叉互換)(減I后期）(減I前期）轉(zhuǎn)基因（DNA重組技術(shù)）非同源染色體上的 非等位基因自由組合YyrRYyRrYr和yRYR和yrAabBAaBb同源染色體的非姐妹

2、染色單體之間的局部交換思考:一種具有20對等位基因（這20對等位基因分別位于 20對同源染色體上）的生物進行雜交時，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。2203、意義:通過有性生殖過程實現(xiàn)的，基因重組的結(jié)果導(dǎo)致生物性狀的多樣性，為動植物育種和生物進化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。自然條件下，細菌的變異能否來自基因重組？基因重組能否產(chǎn)生新的基因？適用范圍：真核生物進行有性生殖產(chǎn)生配子時在核遺傳中發(fā)生簡述用純種黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆培育純種綠色圓粒豌豆的過程。要求寫出遺傳圖解并加以適當(dāng)?shù)奈淖纸忉?。在生產(chǎn)上的應(yīng)用1.雜交育種2.基因工程PF1F2黃圓黃圓綠皺綠皺黃圓綠圓黃皺從F2中選擇綠圓豌豆，多代連續(xù)自交，直

3、到不再出現(xiàn)性狀分離為止。YYRRyyrrYyRr9Y_R _3yyR _3Y _rr1yyrr三、基因工程轉(zhuǎn)基因西紅柿轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草轉(zhuǎn)基因超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用能否讓細菌“吐出”蠶絲？設(shè)想怪物 1什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。是指按照人們的意愿,在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導(dǎo)入到受體細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物?；蚬こ痰母拍罴咨镆疑锶〕鰞?yōu)秀基因“剪切”“拼接”新類型表達新的生物產(chǎn)品基因敲除技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)生物新類型敲除不利基因新

4、的生物產(chǎn)品目的基因的獲得如何將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的表達需要解決什么問題？原理：基因重組操作水平：DNA分子水平結(jié) 果：定向地改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種（如獲得產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌）?；蚬こ棠康幕蚬w細胞受體細胞過程：基因操作的工具1.基因的“剪刀”限制性內(nèi)切酶（限制酶）一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將DNA 分子切斷。專一性基因的針線：DNA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

5、A A A A T T C G用同種限制酶切割被同一種限制切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？、基因的針線DNA連接酶連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。3、基因的運輸工具運載體常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒第一步：獲取目的基因：三、工程基本步驟目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。、提取目的基因?qū)⑿枰幕驈墓w生物的細胞內(nèi)提取出來。供體生物細胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶2、目的基因與運載體結(jié)合用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個

6、切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成重組DNA分子。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞導(dǎo)入擴增常用的受體細胞：菌類和動植物細胞4、目的基因的表達和檢測大量的受體細胞接受不多的目的基因。處理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。 將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物。淘汰無表達產(chǎn)物的菌落，保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng)、研究。無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物有表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物一、基因工程與作物育種基因工程的應(yīng)用抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲害的玉米轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有

7、優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種?？瓜x的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑?，使作物自身具有抵御蟲害的能力。生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)2、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等

8、動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%! 干擾素是病毒侵入細胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。19801982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場。 基因工程藥品 干擾素 治療侏儒癥的

9、唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品 生長激素3、環(huán)境保護基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解一些毒害物質(zhì)。環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來 轉(zhuǎn)基因食品 安全嗎?!轉(zhuǎn)基因生物和