第3節(jié) 基因工程與轉(zhuǎn)基因生物

普通棉花轉(zhuǎn)基因抗蟲棉想一想：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲性狀是如何獲得的？抗蟲棉體內(nèi)能產(chǎn)生蘇云金桿菌毒蛋白

第六章第3節(jié)

基因工程與轉(zhuǎn)基因生物基因工程：能使一種生物的某些性狀在另一種生物中表達(dá)的生物技術(shù)DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)(性狀)轉(zhuǎn)錄翻譯基因工程依據(jù)的原理：1.遺傳信息的傳遞和表達(dá)的規(guī)律：中心法則2.不同生物的遺傳信息表達(dá)途徑相同各種生物共有一套遺傳密碼、蛋白質(zhì)的合成方法相同即：基因決定性狀普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金桿菌獲取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？一、基因工程我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗蟲棉的培育簡(jiǎn)要過程：棉花細(xì)胞(產(chǎn)生毒蛋白)一、基因工程從具有抗蟲性狀的細(xì)菌DNA分子中獲取抗蟲基因?qū)⒖瓜x基因與運(yùn)載體拼接成為重組DNA將重組DNA導(dǎo)入選育棉花細(xì)胞內(nèi)，使基因在其中得到表達(dá)化學(xué)剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶化學(xué)漿糊——DNA連接酶分子運(yùn)輸車——運(yùn)載體(質(zhì)粒)？？？基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、化學(xué)剪刀：切割DNA的工具——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）2、化學(xué)漿糊：連接抗蟲基因和運(yùn)載體的工具——DNA連接酶3、分子運(yùn)輸車：將重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞中的工具——運(yùn)載體（質(zhì)粒）一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、限制酶——“化學(xué)剪刀”2、DNA連接酶——“化學(xué)漿糊”3、質(zhì)粒——“分子運(yùn)輸車”一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、限制酶：2、DNA連接酶：3、質(zhì)粒：基因工程的概念：一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、限制酶：2、DNA連接酶：3、質(zhì)粒：基因工程的概念：基因工程的過程：1、獲取目的基因2、目的基因與運(yùn)載體重組3、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4、篩選含目的基因的受體細(xì)胞人們利用基因工程技術(shù)獲得了哪些成果？轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品安全嗎？基因工程還可以應(yīng)用在哪些方面？思考：轉(zhuǎn)基因技術(shù)甲生物取出優(yōu)秀基因“剪切”

“拼接”乙生物表達(dá)新類型新的生物產(chǎn)品轉(zhuǎn)基因技術(shù)2008年11月1日，轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰亮相日本東京國(guó)際花卉博覽會(huì)。這種藍(lán)玫瑰是轉(zhuǎn)基因玫瑰，被植入三色紫羅蘭所含一種能刺激藍(lán)色素產(chǎn)生的基因，花瓣因而自然呈現(xiàn)藍(lán)色。真正藍(lán)玫瑰面世轉(zhuǎn)基因技術(shù)造就臺(tái)灣科學(xué)家用轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)出全球首條紅熒光魚中國(guó)臺(tái)灣網(wǎng)2004年4月1日消息：該魚是將珊瑚紅色基因以運(yùn)用基因工程及基因轉(zhuǎn)殖的生技技術(shù)殖入青魚的胚胎中，而產(chǎn)生全身發(fā)紅螢光的螢光魚。除此之外，臺(tái)港也首度展現(xiàn)“繽紛的螢光世界”，首次將陸續(xù)研發(fā)成功的各色臺(tái)港2號(hào)螢光斑馬魚置于一缸，讓紅、綠、紫、黃等色在短波長(zhǎng)黑色及藍(lán)色燈的照射下相互輝映，真正展現(xiàn)出“五彩繽紛”的螢光世界！

2009-01-06西南大學(xué)：轉(zhuǎn)基因研究，首先需要用一根極細(xì)的金屬針在比米粒還小的蠶卵上打一個(gè)洞，再用用鎢絲做材料的玻璃針把綠色熒光基因注射進(jìn)去。這種轉(zhuǎn)基因蠶所吐的蠶絲在紫外光下會(huì)發(fā)出綠色熒光。

蠶卵一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、限制酶：2、DNA連接酶：3、質(zhì)粒：基因工程的概念：基因工程的過程：1、獲取目的基因2、目的基因與運(yùn)載體重組3、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4、篩選含目的基因的受體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：1、微生物基因工程2、植物基因工程3、動(dòng)物基因工程微生物基因工程我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物微生物：繁殖迅速結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單遺傳操作容易微生物基因工程：技術(shù)比較成熟研制周期比較短可以大量生產(chǎn)（發(fā)酵）胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg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！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價(jià)格降低了30%-50%!植物基因工程和動(dòng)物基因工程運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、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)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)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆超級(jí)小鼠超級(jí)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因小鼠

——巨型小數(shù)鼠正常小鼠核未融合的受精卵大鼠生長(zhǎng)激素基因(外源基因)將受精卵注入輸卵管轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性一、基因工程基因工程的三種必要的工具：1、限制酶：2、DNA連接酶：3、質(zhì)粒：基因工程的概念：基因工程的過程：1、獲取目的基因2、目的基因與運(yùn)載體重組3、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4、篩選含目的基因的受體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：1、微生物基因工程2、植物基因工程3、動(dòng)物基因工程轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性：轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性兩個(gè)擔(dān)心：一、轉(zhuǎn)基因生物本身是否會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利的影響。1、導(dǎo)致現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變，影響生物多樣性2、轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的基因向其他生物擴(kuò)散二、轉(zhuǎn)基因食品中可能含有致敏物質(zhì)，影響人體的健康。轉(zhuǎn)基因食品

轉(zhuǎn)基因食品（GeneticallyModifiedFoods，GMF）是利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在形狀、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)等方面向人們所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)基因生物為直接食品或?yàn)樵霞庸どa(chǎn)的食品就是“轉(zhuǎn)基因食品”。

從轉(zhuǎn)基因食品誕生的那一天起，有關(guān)它的爭(zhēng)論就從未停息過

歐美形成兩大陣營(yíng)美國(guó)、加拿大、阿根廷等支持轉(zhuǎn)基因食品2009年,全球1.34億公頃的轉(zhuǎn)基因作物中,美國(guó)占到了47.8%,居全球之首。歐盟、澳大利亞、新西蘭、日本、英國(guó)等反對(duì)轉(zhuǎn)基因食品歐盟的轉(zhuǎn)基因作物種植面積還不到全球的0.3%近來歐盟的態(tài)度有所改變,一個(gè)顯著的標(biāo)志是2010年3月2日.歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)了一種轉(zhuǎn)基因土豆的種植。1：俄羅斯拒絕轉(zhuǎn)基因：2006年，俄羅斯科學(xué)院高級(jí)神經(jīng)研究所科學(xué)家伊琳娜.艾爾馬科娃博士研究發(fā)現(xiàn):食用轉(zhuǎn)基因大豆食物的老鼠,其幼鼠一半以上在出生后頭三個(gè)星期死亡,是沒有食用轉(zhuǎn)基因大豆老鼠死亡率的6倍.

2：意大利拒絕轉(zhuǎn)基因:意大利科學(xué)家進(jìn)行了一個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn),他們用抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆喂養(yǎng)雌性小鼠長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月,結(jié)果發(fā)現(xiàn)食用GM大豆的雌性小鼠肝臟出現(xiàn)了異常.

3：瑞士拒絕轉(zhuǎn)基因:1997年,德國(guó)黑森州北部農(nóng)民試種BT_176玉米，并用奶牛的補(bǔ)充飼料。2000年，當(dāng)農(nóng)民開始提高該玉米在飼料中的比例后，所有牛都死啦；2004年，瑞士，瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究院植物研究所海爾比克教授發(fā)現(xiàn)，BT—176中用來毒殺歐洲螟的BT毒素，在牛體內(nèi)無法分解，最終毒死了奶?！墩院Ｍ猓ㄓ吧珶o忌）》

4：澳大利亞拒絕轉(zhuǎn)基因：2005年11月16日，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織CSIRO發(fā)表的一篇研究報(bào)告顯示：一項(xiàng)持續(xù)4個(gè)星期的實(shí)驗(yàn)表明，被喂養(yǎng)了轉(zhuǎn)基因豌豆的小白鼠肺部產(chǎn)生炎癥，小白鼠發(fā)生過敏反應(yīng)，并對(duì)其他過敏原更加敏感。澳大利亞從此叫停了歷史10年、耗資300萬美元的轉(zhuǎn)基因項(xiàng)目.

一些事例中國(guó)形成三大派別在中國(guó)，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的爭(zhēng)論也是一波接一波2010年3月,爭(zhēng)論再掀高潮，導(dǎo)火索是,2009年底頒發(fā)的轉(zhuǎn)基因水稻和轉(zhuǎn)基因玉米的安全證書，這波爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因水稻原因很簡(jiǎn)單，水稻是中國(guó)人的主要糧食。1.反對(duì)派代表人物:綠色和平組織食品與農(nóng)業(yè)項(xiàng)目組主任方立峰主要觀點(diǎn):1.轉(zhuǎn)基因水稻的長(zhǎng)期安全性還沒有定論不能讓中國(guó)人冒險(xiǎn)2.種植了轉(zhuǎn)基因作物后,其花粉與周圍的其他植物特別是該作物的野生品種進(jìn)行雜交會(huì)造成基因污染，野生品種往往有抗病蟲害抗逆、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)等重要性狀，基因污染可能會(huì)造成寶貴野生遺傳資源的丟失。3.中國(guó)最接近商業(yè)生產(chǎn)的八種轉(zhuǎn)基因水稻都不同程度涉及國(guó)外專利這會(huì)威脅我國(guó)的糧食安全2.支持派代表人物:抗蟲害轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)者張啟發(fā)院士,科普作家方舟子主要觀點(diǎn):1.主要轉(zhuǎn)基因食品在被批準(zhǔn)上市前經(jīng)過了嚴(yán)格的安全性檢測(cè),獲得了聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織、國(guó)際科學(xué)理事會(huì)等國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的肯定。2.美國(guó)人吃轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)有十幾年的歷史迄今未發(fā)現(xiàn)一例不良反應(yīng)張啟發(fā)和方舟子等支持者用自己的親身經(jīng)歷(食用轉(zhuǎn)基因食品很多年)證明：轉(zhuǎn)基因食品很安全。3.轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響被夸大了“基因污染”并非轉(zhuǎn)基因作物特有的問題，種植傳統(tǒng)的作物同樣有可能造成基因污染，比如“雜交水稻”4.種植轉(zhuǎn)基因作物能減少農(nóng)藥、除草劑的使用，有利于環(huán)境保護(hù)。3.謹(jǐn)慎派代表人物:中國(guó)雜交水稻之父袁隆平主要觀點(diǎn):1.由于基因不同,不同轉(zhuǎn)基因食品的安全性也不同，有的轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)被證明是安全的不能將所有轉(zhuǎn)基因食品一棍子打死。2.至于抗病抗蟲的轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人類到底有沒有問題，目前唯一的辦法是用人來做實(shí)驗(yàn)，而且,必須證明志愿者和志愿者的下一代都沒有問題，如果兩代人都沒有問題的話,就證明這種轉(zhuǎn)基因食品可以大膽地吃。

我們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因與轉(zhuǎn)基因食品，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的許多目標(biāo)與傳統(tǒng)方法的目標(biāo)是一致的，而且轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以減少盲目性，包括全球“基因組計(jì)劃”在內(nèi)的基因技術(shù)信息的價(jià)值會(huì)越來越大。用傳統(tǒng)方法構(gòu)建新的遺傳變異時(shí)，基因技術(shù)知識(shí)只是補(bǔ)充，而不會(huì)取而代之。今后隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)技術(shù)與基因技術(shù)之間的界線也會(huì)越來越模糊。基因工程的三種必要的工具：1、限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）：當(dāng)異源DNA分子滲入細(xì)胞后，要遭到它的切割破壞，而對(duì)自身的DNA無損害作用?！魧Ｒ恍浴环N限制酶只能識(shí)別雙鏈DNA分子的一種特定脫氧核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)切