第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用1第六章從雜交育種到基因工程問題探討P1021、把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中后與普通細(xì)菌有什么不同？2、為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上？含人胰島素基因，能合成人胰島素人與細(xì)菌的DNA結(jié)構(gòu)和基本單位相同，所以不同生物的DNA可以拼接3、為什么人的胰島素基因?qū)爰?xì)菌后，在細(xì)菌里產(chǎn)生的仍是人的胰島素？3、怎樣把人胰島素基因“嫁接”到大腸桿菌中去？所有生物共用一套遺傳密碼。轉(zhuǎn)基因超級(jí)鼠定向改變生物的實(shí)例：藍(lán)色妖姬定向改變生物的實(shí)例：基因工程：又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，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。原理：基因重組操作水平：DNA分子水平結(jié)果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。定向改造生物的新技術(shù)——基因工程基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）（一）基因操作的工具限制酶是在生物體主要是微生物內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。特點(diǎn)：特異性。即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶限制酶被限制酶切開的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，這樣的切口叫黏性末端?；虻摹搬樉€“——DNA連接酶DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。磷酸酯鍵外源基因如抗蟲基因怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞如棉花細(xì)胞？基因的運(yùn)載體導(dǎo)入過程需要運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。運(yùn)載體必須同時(shí)滿足三個(gè)要求：①能與目的基因結(jié)合；②能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；③具有某些標(biāo)記基因,便于進(jìn)行篩選。四個(gè)基本步驟：（四）基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)不能，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)。受體細(xì)胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達(dá)嗎？若不能表達(dá)，要對抗蟲基因再進(jìn)行修飾?；蚬こ痰膽?yīng)用運(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。生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)1、基因工程與作物育種轉(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)基因大豆抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強(qiáng)的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的基因?qū)俗魑?，使作物自身具有抵御蟲害的能力。導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超級(jí)動(dòng)物特殊動(dòng)物右圖為2001年12月底出生的5只可愛的轉(zhuǎn)基因克隆小豬。據(jù)培育者英國PPL醫(yī)療公司稱，這些轉(zhuǎn)基因小豬將為研究和“生產(chǎn)”適用于人體移植手術(shù)使用的動(dòng)物器官提供巨大的幫助。2、基因工程與藥物研制我國生產(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直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(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)環(huán)境污染治理1）用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。3）通過基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑，取代生產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過基因工程回收和利用工業(yè)廢物。2）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。轉(zhuǎn)基因食品安全嗎!閱讀教材P105：資料分析目前，大多數(shù)專家認(rèn)為，已經(jīng)投入商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因番茄、玉米等農(nóng)產(chǎn)品都是安全的。迄今為止尚無食用轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品引起任何嚴(yán)重問題的科學(xué)報(bào)道。轉(zhuǎn)基因帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)《大河》文摘報(bào)2010年7月22日13版案例1：關(guān)于轉(zhuǎn)基因的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，最常提到的是基因漂移，被轉(zhuǎn)基因漂移到周邊的野生植物中，從而引起大自然整個(gè)生態(tài)鏈條的嬗變。事實(shí)上，轉(zhuǎn)基因作物種植多年，很多當(dāng)初設(shè)計(jì)者信誓旦旦不可能的事情，已經(jīng)發(fā)生了。比如，在美國田納西州，已經(jīng)有雜草俘獲了轉(zhuǎn)基因作物中的抗農(nóng)藥基因，變成了抗農(nóng)藥的“超級(jí)雜草”。案例2：轉(zhuǎn)基因作物所許諾的諸多好處，也常常是不能持久的。比如，我國自1997年起大面積種植抗棉鈴蟲的Bt轉(zhuǎn)基因棉，起初效果很好，但是幾年后，原來的次要害蟲盲蝽迅速繁殖。2010年5月14日，美國《科學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上分布了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所吳孔明研究員的一項(xiàng)研究成果：十多年的觀察表明，盲蝽數(shù)目已經(jīng)增長例12倍，殺蟲劑用量達(dá)到1997年前的三分之一。這意味著，Bt棉的引進(jìn)是失敗的。綠色和平組織將轉(zhuǎn)基因食品妖魔化你認(rèn)為應(yīng)該如何對待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題？課堂鞏固：1．下列關(guān)于基因工程的有關(guān)敘述，正確的是（）A．目的基因就是指DNA質(zhì)粒 B．一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C．限制性內(nèi)切酶的切口一定是GAATTC堿基序列D．只要檢測出受