第6章第2節(jié)基因工程

能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因鮭魚同時(shí)具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性等優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物新品種抗蟲害的玉米基因工程及其應(yīng)用第2節(jié)基因工程及應(yīng)用思考：1、為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？2、推測(cè)這種“嫁接”怎樣能實(shí)現(xiàn)？3、這種“嫁接”對(duì)品種的改良有什么意義？一基因工程的概念又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。一基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)實(shí)質(zhì)基因重組目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)胞獲得新性狀二、基因操作的工具1基因的“剪刀”──限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。專一性如:EcoRI限制酶基因工程的工具之一--------限制性內(nèi)切酶黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端?；蚬こ痰墓ぞ咧?-------限制性內(nèi)切酶SmaI只能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。SmaI限制酶的作用平末端平末端當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。

G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯鍵3’端5’端3’端5’端磷酸二酯鍵限制性核酸內(nèi)切酶主要是從的一種酶識(shí)別雙鏈DNA分子的某種，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的斷開。形成兩種末端原核生物中分離純化出來(lái)特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端平末端DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。磷酸二酯鍵基因工程的工具之二--------DNA連接酶DNA連接酶的作用過(guò)程點(diǎn)擊播放兩DNA片段要具有互補(bǔ)的黏性末端才能拼起來(lái)DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？模型構(gòu)建1CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

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GG

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C

G用同種限制酶切割3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子【精講點(diǎn)撥】完成學(xué)案P70有關(guān)例題導(dǎo)入接種培養(yǎng)接種培養(yǎng)接種培養(yǎng)含有四環(huán)素的完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基大腸桿菌不含抗四環(huán)素基因證明：不存活含有四環(huán)素的完全培養(yǎng)基證明：大腸桿菌的受體細(xì)胞含有目的基因

四環(huán)素抗性基因

四環(huán)素抗性基因存活如何把導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)？存活⒈要使目的基因與對(duì)應(yīng)的運(yùn)載體重組，所需的兩種酶是①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②三、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種蘇云金桿菌轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠2、基因工程與藥物研制我國(guó)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。受材料昂貴。微生物生長(zhǎng)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?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100g胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)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(jià)格降低了30%-50%!

干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說(shuō)。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)乙肝疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程藥物和疫苗我國(guó)生產(chǎn)的部分胰島素產(chǎn)品3、基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)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(jí)細(xì)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DDT等毒害物質(zhì)。

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)走進(jìn)我國(guó)百姓的生活。國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模生產(chǎn)近幾年我國(guó)大量從美國(guó)、阿根廷等國(guó)進(jìn)口大豆，其中大部分是轉(zhuǎn)基因大豆。我國(guó)有一半以上的大豆色拉油含有轉(zhuǎn)基因成分?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)都有哪些轉(zhuǎn)基因食品？第一批列入目錄的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物是：大豆：大豆種子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕玉米：玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉油菜：油菜種子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕棉花種子番茄：番茄種子、鮮番茄、番茄醬現(xiàn)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的小西紅柿算是轉(zhuǎn)基因食品么？

小西紅柿其實(shí)并不屬于轉(zhuǎn)基因食品，它是通過(guò)常規(guī)育種方法培育的。轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭(zhēng)論支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。美國(guó)人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)上有4000多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒(méi)有事例證明人吃了以后會(huì)得病，甚至?xí)鹚劳觥?/p>

加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國(guó)，均有幾千萬(wàn)人在吃，到現(xiàn)在為止也沒(méi)有—個(gè)案例說(shuō)明它有問(wèn)題。反對(duì)派的觀點(diǎn)一英國(guó)科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國(guó)康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長(zhǎng)期安全測(cè)試，長(zhǎng)期食用可能對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國(guó)家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國(guó)GMO產(chǎn)品的進(jìn)口?！稗D(zhuǎn)基因食品，要不要貼標(biāo)簽”若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與目前市售的產(chǎn)品具有實(shí)質(zhì)等同性，則不需再加特殊的標(biāo)簽；若轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中含有對(duì)一部分人群有過(guò)敏性反應(yīng)的蛋白，則需加標(biāo)簽，以使購(gòu)買者作出選擇。我國(guó)2001年6月6日，國(guó)務(wù)院公布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》規(guī)定，不得銷售未標(biāo)識(shí)的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，其標(biāo)識(shí)應(yīng)注明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的主要原料名稱；有特殊銷售范圍的還應(yīng)注明并在指定范圍內(nèi)銷售。轉(zhuǎn)基因馬鈴薯轉(zhuǎn)基因煙草抗蟲棉抗CMV甜椒抗蟲原理？抗蟲結(jié)果？

全身散發(fā)綠色熒光的轉(zhuǎn)基因魚乳汁中分泌人凝血因子I的轉(zhuǎn)基因山羊美科學(xué)家研制出世界上第一只轉(zhuǎn)基因蝴蝶首只轉(zhuǎn)基因猴降生超凡