基因工程及其应用

第2节基因工程及其应用,崔永元与方子舟的转基因安全性之争,预习检测：首先请同学们阅读课本P102-103，完成下列问题1、什么是基因工程？这属于什么水平的设计施工？2、基因工程最基本的工具是什么？3、限制性核酸内切酶的作用特点是什么？4、DNA连接酶的作用是什么？5、质粒是什么？,一、基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,1.原理：基因重组,2.操作环境：生物体外,3.操作水平：DNA分子水平,4.结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。,5.优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍；周期短；目的性强。,1.以下有关基因工程的叙述，正确的是（）A.基因工程是细胞水平上的生物工程B.基因工程的产物对人类都是有益的C.基因工程产生的变异属于基因突变D.基因工程育种的优点之一是目的性强,D,二、基因工程的操作工具,1.基因的“剪刀”限制性核酸内切酶,（1）存在场所：主要是存在于微生物细胞中。,（2）专一性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。,（3）作用结果：裂解磷酸二酯键，得到具有平末端或黏性末端的DNA片段。,例如，大肠杆菌中的一种叫做EcoRI的限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在特定的切点上切割DNA分子。,思考:,被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？,是，因为一种限制酶只识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子,基因的针线：DNA连接酶,2.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。连接部位：生成磷酸二酯键,3.基因的运输工具运载体,（1）作用：将外源基因导入受体细胞。,（2）常用种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,（3）运载体必须具备的四个条件：,在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有标记基因，以便进行筛选。对受体细胞无毒害作用,最常用的运载体质粒,分布：存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中。,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。,本质：细胞染色体(或拟核)外能自主复制的小型环状DNA分子。,标记基因利于检测基因是否导入受体细胞,三、基因工程的操作步骤,三、基因工程的步骤,从细胞中分离出DNA,提取目的基因,DNA连接酶,从大肠杆菌中提取质粒,目的基因与运载体结合,目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,1.基因工程与作物育种,四、基因工程的应用,转基因抗虫棉与普通棉对照,【思考】转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？为什么？提示：不一定，因为性状分离或变异的原因，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。,抗除草剂的玉米、大豆,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯,不会引起过敏的转基因大豆,导入贮藏蛋白基因的超级绵羊和超级小鼠,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%!,2.基因工程与药物研制,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。,3.环境保护,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,1998年英国的研究人员普斯陶伊通过新闻媒体向人展示了他的研究成果：实验鼠在食用转基因土豆十天后，其肾、脾和消化道都出现了不同程度的损伤。你们怎样看待转基因生物和转基因食品的安全性呢？,转基因植物的安全性争论,支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。,美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有个案例说明它有问题。,反对派的观点,一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。,我国政策法规,2001年5月，国务院公布的农业转基因生物安全管理条例规定，不得销售未标识的农业转基因生物，其标识应注明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售。,1、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是A切断a处的酶为限制核酸性内切酶B连接a处的酶为DNA连接酶C切断b处的酶为解旋酶D切断b处的为限制性内切酶2、科学家常选用的细菌质粒往往带