BX262基因工程及其应用

第2节基因工程及其应用1第六章从杂交育种到基因工程问题探讨P1021、把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中后与普通细菌有什么不同？2、为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上？含人胰岛素基因，能合成人胰岛素人与细菌的DNA结构和基本单位相同，所以不同生物的DNA可以拼接3、为什么人的胰岛素基因导入细菌后，在细菌里产生的仍是人的胰岛素？3、怎样把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去？所有生物共用一套遗传密码。转基因超级鼠定向改变生物的实例：蓝色妖姬定向改变生物的实例：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。原理：基因重组操作水平：DNA分子水平结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。定向改造生物的新技术——基因工程基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）（一）基因操作的工具限制酶是在生物体主要是微生物内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。特点：特异性。即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶限制酶被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。基因的“针线“——DNA连接酶DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。磷酸酯键外源基因如抗虫基因怎样才能导入受体细胞如棉花细胞？基因的运载体导入过程需要运输工具——运载体。常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒标记基因，便于进行检测。运载体必须同时满足三个要求：①能与目的基因结合；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③具有某些标记基因,便于进行筛选。四个基本步骤：（四）基因操作的基本步骤1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。基因工程的应用运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、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)1、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄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抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导人作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级动物特殊动物右图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。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，100g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%!

干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。

人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产环境污染治理1）用基因工程产物——“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。3）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。转基因食品安全吗!阅读教材P105：资料分析目前，大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。转基因带来的生态风险《大河》文摘报2010年7月22日13版案例1：关于转基因的生态风险，最常提到的是基因漂移，被转基因漂移到周边的野生植物中，从而引起大自然整个生态链条的嬗变。事实上，转基因作物种植多年，很多当初设计者信誓旦旦不可能的事情，已经发生了。比如，在美国田纳西州，已经有杂草俘获了转基因作物中的抗农药基因，变成了抗农药的“超级杂草”。案例2：转基因作物所许诺的诸多好处，也常常是不能持久的。比如，我国自1997年起大面积种植抗棉铃虫的Bt转基因棉，起初效果很好，但是几年后，原来的次要害虫盲蝽迅速繁殖。2010年5月14日，美国《科学》网络版上分布了中国农业科学院植物保护研究所吴孔明研究员的一项研究成果：十多年的观察表明，盲蝽数目已经增长例12倍，杀虫剂用量达到1997年前的三分之一。这意味着，Bt棉的引进是失败的。绿色和平组织将转基因食品妖魔化你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？课堂巩固：1．下列关于基因工程的有关叙述，正确的是（）A．目的基因就是指DNA质粒 B．一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．限制性内切酶的切口一定是GAATTC碱基序列D．只要检测出受