第6章 从杂交育种到基因工程.ppt

第2节基因工程及其应用,第6章从杂交育种到基因工程,转基因抗虫水稻,全身散发绿色荧光的转基因鱼,以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取34克胰岛素，治疗一个患者需宰杀4050头牛，这种药物的造价就可想而知了。,微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快,基因工程概念,基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。,在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组细胞在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。,基因工程操作的工具,基因的剪刀限制性(核酸内切)酶。,限制性内切酶,分布：主要在微生物中。特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,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分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。,限制性内切酶（EcoR）作用过程,连接酶的作用：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。,基因的针线DNA连接酶。,DNA连接酶的作用过程,运载体,作用：将外源基因送入受体细胞。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。,3.具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；有某些标记基因。,利用质粒将外源基因运载入受体细胞中,基因操作的基本步骤,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检测和表达,？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？,从细胞中分离出DNA,四、基因工程的应用,一、基因工程与作物育种,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,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。,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),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,许多药品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%!,3、环境保护基因工程做成的“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。,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。,五转基因生物和转基因食品的安全性对生态环境的安全，包括破坏生物多样性及生态系统的的稳定性，使目标生物体对药物产生抗性，转移基因可通过重组产生新病毒等；转基因食品对人体和动物的食用安全性，包括产生毒素或增加食品毒素含量，营养成分减少，引起人体过敏反应，使人体对某些药物产生抗药性等。,关注转基因食品安全,对转基因食品无害性的评估主要有以下几方面：是否有毒性、引起过敏反应、营养或毒性蛋白质的特性、注入基因的稳定性、基因改变引起的营养效果及其他不必要的功能等。对人类健康而言，专家们认为