基因工程与转基因生物课件

1、会考要求2、高考综合试卷内容3、了解生命，了解自身，健康生活4、高考——+1科目5、学习要求：⑴上课认真听课，按时完成作业、交作业⑵做好笔记（可记在书本对应内容的边上）⑶学期末成绩依据——回答问题、作业完成、订正等情况、实验操作、测验成绩、考试成绩等2008年加试生物可报考学校和专业提前录取清华大学：全部复旦大学：护理学华东师范大学：英语、学前教育、特殊教育、言语听觉科学、心理学、生物科学、地理科学上海师范大学：全部（师范类）上海海事大学：全部华东政法学院：全部上海海洋大学：全部上海大学：全部交大医学院：全部第二军医大学：全部上海政法学院：全部中国公安大学：8项中的6项中央司法警官学院：全部上海工程技术大学：全部上海海关学院：全部国防科技大学：全部外交学院：全部解放军信息工程大学：全部中山大学：全部上海师范大学天华学院：全部……复旦大学：化学、应用化学、生物科学、生物技术、环境科学、数学与应用数学、信息与计算科学、理论与应用力学、飞行器设计与工程、新闻学、广播电视新闻学、广告学、传播学上海交通大学：生物科学类、生命科学与技术基地班、化学类等、生物技术、药学华东师范大学：哲学、社会学、政治与行政学、旅游管理、生物科学类、地理科学、资源环境与城乡规划管理、环境科学、生态学、行政管理、编辑出版学、汉语言文学、社会工作、法学、翻译、日语、德语、法语、经济学、工商管理、信息管理与信息系统、金融学、国际经济与贸易、地理信息系统、对外汉语、公共事业管理、人力资源管理、广播电视管理、新闻学、广告学、房地产经营管理东华大学：服装设计与工程、工商管理类、经济学类、旅游管理、会展经济与管理、工业设计、生物工程、英语、法学、日语、公共管理类、轻化工程、应用化学第一批本科院校上海财经大学：所有专业上海外国语大学：所有专业上海海事大学：所有专业上海理工大学：所有专业华东政法学院：所有专业上海音乐学院：所有专业上海对外贸易学院：所有专业上海中医药大学：全部上海大学：46个系（科）中23个系（科）：生命科学基础班、经济学类基础班、经济学类、管理科学类、工商管理类、工商管理（法语）、行政管理、行政管理（日语）、文学院、英语、日语、广播电视新闻学、新闻学、广播电视编导、会展艺术与技术、法学、物理系、应用化学、生命科学学院、国际经济与贸易、工商管理、金融学、会计学无关学校：同济大学、华东理工大学、交大医学附：中国人民大学、北京邮电大学、中央财经大学、北京航天航空大学、南开大学、华中科技大学等外地一本大学的全部专业第一批本科院校上海交通大学：所有专业上海海事大学：所有专业上海理工大学：全部上海杉达学院：所有专业。上海外国语大学贤达经济人文学院：所有专业上海对外贸易学院：所有专业上海金融学院：所有专业。上海海洋大学：除“电气工程及其自动化”外的所有专业。上海电力学院：工程环境、材料化学、化学工程与工艺、工商管理、信息管理与信息系统、国际经济与贸易、信息与计算科学、英语、物流管理上海师范大学：全部第二批本科院校上海大学：所有专业上海中医药大学：所有专业上海应用技术学院：所有专业上海工程技术大学：所有专业上海体育学院：所有专业立信会计学院：所有专业上海第二工业大学：除“环境工程”以外的所有专业上海商学院：所有专业上海电机学院：所有专业上海政法学院：所有专业上海师范大学天华学院：所有专业上海建桥学院：所有专业第二批本科院校没有无关学校：第三节基因工程与转基因生物

综合运用生物学、化学和工程学的手段，直接或间接地利用生物本身、生物体某些部分的组成成分或某些特殊功能来生产有用的物质的一门崭新的应用技术。

崭新的综合技术——生物工程

细胞工程、基因工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程五大分支:

什么是基因工程？基因工程给我们的生活带来了什么？要点遗传赋于物种的稳定，保证物种的延续不断。变异赋于物种的进化，保证物种对各种环境的适应。在生物演变的长河中，自然发生的变异是非常缓慢的，随着生物科学的发展，人类开始学会干预生物的变异。经典遗传学

使人们在几年至几十年内便可实现在自然界中需要千百万年才能出现的变异，从而改变了某些物种。经典遗传学之父——孟德尔经典杂交育种方法不可逾越的鸿沟不能跨越物种界限基因工程的最大特点，就是以重组DNA的技术，在短时间内改造生物遗传性它填补了生物种属间不可逾越的鸿沟，使人类有可能按照需要定向培育生物新品种、新类型乃至创造自然界从未有过的新生物。基因工程正以新的势头迅猛发展，成为当今生物科学研究领域中最有生命力、最引人注目也最广泛引起争议的前沿科学之一。Chimera

-客迈拉希腊神话中一只提丰百头怪兽（父亲）和厄喀德那（母亲）杂交的后代，有羊头、狮头和蛇尾的吐火怪兽。

依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。（p.57)一、基因工程：在遗传学理论基础上，发展形成的定向控制遗传性状的先进技术。预见性精确性严密性成果：转基因大豆、转基因抗虫棉、转基因产品……基因工程的奠基人博耶（1936-）科恩（1935-）

1973年，美国斯坦福大学科恩和博耶合作，将外源DNA插入细菌质粒，得到了功能性表达，为重组DNA技术的迅速发展打下了良好的基础。他们二人被称为“基因工程”的奠基人。

质粒质粒：P57“广角镜”基因工程俗称“剪刀+浆糊”限制性核酸内切酶DNA连接酶分子运输车三种必要的工具

1970年，内森斯和史密斯发现限制性核酸内切酶，因而获得1978年诺贝尔生理学及医学奖。史密斯（1931--）内森斯（1928--）AATTCGT-GCA--GTCTTAA-CAGAATTCTC-GAG--TCCTTAA-AGG切!粘？AATTCGT-GCA--GTCTTAA-CAG-TCCTTAAAATTCTC-GAG--AGG二、基因工程的基本过程：获取目的基因目的基因与载体重组重组DNA导入受体细胞筛选含目的基因的受体细胞将目的基因转入受体细胞细菌——基因工程菌植物细胞——转基因植物动物细胞——转基因动物三、转基因技术的应用：基因工程微生物基因工程菌发酵工程动植物个体或细胞细胞工程优良动植物品系产品胰岛素、人生长激素、干扰素、人生长激素抑制剂、重组乙肝疫苗等。1.

微生物基因工程：长期以来治疗糖尿病的特效药——

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，治疗一位糖尿病患者，每年所需的胰岛素用量，需要40头牛或50头猪的胰脏。

1978年9月，科学家成功地实现了由大肠杆菌生产人胰岛素。他们2000L的大肠杆菌培养液中，获得了100g胰岛素，相当于从1吨猪胰脏中获得的产量。从此，大规模生产胰岛素开始了。1980年，世界上第一家用基因工程生产人胰岛素的工厂开始建造。两年后，基因工程生产的人胰岛素正式进入市场。这是人类第一个基因工程产业化的产品。基因工程胰岛素

制药方面干扰素生产车间干扰素分子环境保护方面利用微生物处理废水、废物已取得可喜成绩。利用基因工程方法，可以创造一些对有害物质降解能力强的新型微生物。有的学者曾利用能吞噬原油的4种假单胞杆菌属的菌株，把它们的4种质粒内的消化不同石油烃的基因结合在一个菌体内，创造出能降解4种石油烃的“超级细菌”。这种细菌能把原油中三分之二的烃消化掉，而且速度要比其他微生物快得多。2.植物基因工程：转基因水稻抗虫棉、高蛋白谷物、耐储存番茄等。中国是世界上第一个在生产上使用杂交稻的国家。

一九九六年，中国水稻研究所以黄大年研究员为首的课题组，在世界上首次研究出了抗除草剂转基因杂交稻，后来又成功研制出抗除草剂转基因直播水稻，可省工省时除尽稻田杂草。去年三月，中国水稻所与浙江钱江生物化学股份有限公司联合组建了浙江金穗农业基因工程有限公司，正式拉开了将转基因水稻推向产业化的序幕。

世界上第一种转基因食品是1993年投放美国市场的西红柿。至今，动物来源的、植物来源的和微生物来源的转基因食品发展非常迅速，各种类型转基因食品应运而生。转基因菊花抗虫植株快速繁殖组织培养然后分株快速繁殖中棉所38号固氮基因的转导将豆科植物的固氮基因转移到其他作物中去，使其自行固氮，可解决氮肥问题。将大豆的高蛋白基因转移到水稻中去的研究，也颇引人注目，因为大豆的蛋白质含量高达40％以上，而水稻只含8％。还可以将抗病毒、抗虫、抗旱、抗盐、抗寒等基因转入农作物中，不仅能提高产量，而且能扩大种植面积，充分利用劣质土地甚至沙漠。其它转基因植物

从在极地生活的鱼类中提取抵御严寒的基因，再把它们插入到草莓中去，让草莓也能在极寒的地区生存。从一种荠草中取得耐高温遗传基因片段，然后把它植入烟草的基因中。普通烟草的适宜生长温度为25℃左右，如果高于25℃其光合作用就会减慢；若超过35℃，烟草就会枯萎而死亡。经过遗传基因置换的烟草在47℃的高温环境中生长良好，而普通烟草在这个温度下，三天内就会枯死。保护不耐热作物如小麦、高原蔬菜等,可解决粮食问题。转基因玉米

转基因抗虫棉

目前全球种植转基因农作物的国家已有十几个。在中国，2002年仅抗虫棉种植面积就达130多万公顷，增产皮棉1亿千克，创经济效益50亿元。转基因小鼠——“巨型小鼠”

P61图6-22

转基因牛、羊、马、兔、鱼

家畜乳腺生物反应器——在动物乳汁中产生药用蛋白3.

动物基因工程：转入人凝血因子IX基因的山羊目前已在下列动物的乳汁中生产出一些人类蛋白质药物：牛：抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清白蛋白、胶原蛋白、乳铁蛋白、糖基转移酶、蛋白C等；山羊：抗凝血酶原、抗胰蛋白酶、血清白蛋白、组织纤溶原激活因子、单克隆抗体等；绵羊：抗胰蛋白酶、凝血因子Ⅸ、蛋白C；

转基因猪图中猪的细胞中含人的生长激素基因，生长速度快、个体比正常猪大得多。

自20世纪70年代以来，基因制药迅速发展。据统计，20世纪90年代至今，全世界包括基因制药在内的生物技术的销售额，以年均30%的速度增长。吸取精子显微注射授精移植钱卓和他的聪明鼠聪明鼠对疼痛更敏感，嗅觉更灵敏。

1999年，美国普林斯顿大学华裔生物学家钱卓博士用转基因方法为实验小鼠添加2个NR2B基因，培育出“聪明鼠”，其能产生NMDA的受体，能够激活神经帮助记忆。聪明鼠基因治疗人类的遗传病中，多数是由于基因缺陷引起的。通过基因工程技术，用正常基因取代缺陷基因，这将有可能根治遗传病。目前，这种基因治疗的技术正在蓬勃发展。半乳糖血症是因正常染色体上的一个基因发生突变，患者体内不能形成半乳糖酶，也就不能利用母乳中的半乳糖，于是半乳糖及其衍生物在肝脏、大脑和血液中的大量积累，造成智力低下、肝功能损害、失明等症状，严重者还会死亡。科学实验预示，可将半乳糖酶的基因通过载体导入患者体细胞中，使之产生半乳糖酶，从而使症状好转或消失。阅读P65:发现之路基因检测疾病重在预防预防重在预知预知从基因检测开始针对性预防：防止其发生，延缓其发生辅助临床诊断预防性诊断，判断疾病的演变状况指导个性化用药和治疗甲基丙二酸尿症病因：两个基因缺陷导致维生素B12不足，甲基丙二酸增多损害神经细胞导致智力低下预防：给孕妇注射大量维生素B12，孩子出生后，还要给其注射大量的维生素B12。苯丙酮酸尿症的预防：调整饮食基因治疗预防医学－－预测医学－－基因组医学思路：通过基因修复来预防疾病“抗癌婴儿”的降生体外受精，对受精卵做“手术”，剔除疾病基因，插入正常基因，得到健康的婴儿。“无缺陷的孩子”，其自然寿命会有多长呢？基因治疗

2001.8.有报道：加拿大主要的转基因作物是耐除草剂的GM油菜，但它们正在变成杂草。农民的农田里出现了未种植过的GM油菜，它们能抗常规使用的除草剂，要杀死它们还较困难。GM油菜成为耐除草剂的“超级杂草”。

实验研究中：一种蝴蝶的幼虫吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉后，产生了死亡或不正常发育的现象。引起了生态学家们另一种担心，那些不在改良范围内的其他物种有可能成为改良物种的受害者。转基因工程的恐惧和现实

人们在改变一种植物、或一种动物的基因结构时，是否真的能够确保新生物的安全性呢？我们无法确定，在基因技术的那一头，会不会潜伏着“异形”或“客迈拉”一样的怪物。

在享受新科技带来的惊喜时，我们必须时时刻刻牢记，不要被手中掌握的改变基因权利腐蚀；我们所能做的其实只是很粗糙、很原始的一小部分。人类的过去充满了“人为的悲剧”，而在这场席卷一切的“新农业革命”中，我们首先要做的就是竭力避免悲剧的重演。

四、转基因生物产品的安全性转基因生物是否安全？它给人类的生存环境，乃至于整个生态环境带来了什么，有什么样的影响？P64

“阅读与思考”

事物总是一分为二的，基因工程的应用可以给人类带来福音，也可能带来严重的灾难，甚至会有难以预测的后果。如：战争狂人、恐怖主义者可以利用DNA分子重组技术制造难以制服的病原体和生物毒剂，即所谓的“基因武器”，进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争。

5千万美元制造的基因武器库的杀伤力

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50亿美元制造的核武器库五、转基因生物产品的安全性转抗除草剂基因植物和杂草一起培育，结果产生了耐除草剂的杂草。幼鼠在食用转基因马铃薯后，会使内脏和免疫系统受损。抗虫植物的引入使昆虫大量死亡，造成鸟类数量迅速减少，同时也使昆虫具有了较强的抵抗性。

毒性问题：一些研究学者认为，对于基因的人工提炼和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。

过敏反应问题：对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不过敏的食物产生过敏，比如：科学家将玉米的某一段基因加入到核桃、小麦和贝类动物的基因中，蛋白质也随基因加了进去，那么，以前吃玉米过敏的人就可能对这些核桃、小麦和贝类食品过敏。

营养问题：科学家们认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。

对抗生素的抵抗作用：当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌中去，这个基因会与别的基因连接在一起。人们在服用了这种改良食物后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。

对环境的威胁：在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的细菌基因，这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。在一次实验室研究中，一种蝴蝶的幼虫在吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉之后，产生了死亡或不正常发育的现象，这引起了生态学家们的另一种担心，那些不在改良范围