第3節基因工程與轉基因生物Chimera

-客邁拉英招這是what？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、推測這種“嫁接”怎樣能實現？3、這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？遺傳賦于物種的穩定，保證物種的延續不斷。變異賦于物種的進化，保證物種對各種環境的適應。在生物演變的長河中，自然發生的變異是非常緩慢的，隨著生物科學的發展，人類開始學會干預生物的變異。雜交育種1.只能利用已有基因的重組，不能創造新的基因。2.育種進程緩慢，過程繁瑣。3.不能跨越物種界限。基因工程

基因工程1.概念依據預先設計的藍圖，用人工方法將某種生物的基因，接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達，使后者獲得新的遺傳性狀，產生出人類所需要的產物，或創造出新的生物類型的現代生物技術。原理：操作水平：結果：基因重組DNA分子水平定向改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因運載體（DNA）導入普通棉花（無抗蟲特性）棉花細胞（含抗蟲基因）棉花植株（有抗蟲特性）提取

基因工程——抗蟲棉基因的“剪刀”——基因的“漿糊”——基因的“運輸工具”——需要三種工具：限制性核酸內切酶DNA連接酶運載體

基因工程1、基因的“剪刀”————工具限制酶種類:來源:特點:主要存在于微生物一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點切割DNA分子已發現的有200多種限制性內切酶（EcoRⅠ）作用過程G

C

TT

AA

AA

TT

C

G被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有

基因工程——工具2、基因的“漿糊”——DNA連接酶作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。DNA連接酶的作用過程GC

TT

AA

AA

TT

C

GDNA連接酶作用位點：相鄰的兩個脫氧核苷酸的切口。DNA連接酶G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割抗蟲基因運載體基因

基因工程——工具3、基因的“分子運輸車”——運載體

能在宿主細胞內自我復制并穩定地保存

具有多個限制酶切點

具有標記基因

基因工程——工具3、基因的“分子運輸車”——運載體質粒最常用

雙鏈閉環DNA分子

能自我復制

帶抗性基因

基因工程的基本過程1.獲取目的基因①什么是目的基因？②獲得目的基因的

方法有哪些？

基因工程的基本過程1.獲取目的基因2.目的基因與運載體重組①此處的運載體是什么？②為什么切取目的基因和切開質粒一般要用相同的限制酶？

基因工程的基本過程1.獲取目的基因2.目的基因與運載體重組3.重組DNA分子導入受體

細胞①什么是受體細胞？②受體細胞有哪些？

基因工程的基本過程1.獲取目的基因2.目的基因與運載體重組3.重組DNA分子導入受

體細胞4.篩選含目的基因

的受體細胞

基因工程的基本過程怎樣檢驗抗蟲基因在棉細胞內是否表達呢？沒有抗蟲基因的棉植株有抗蟲基因的棉植株棉鈴蟲蟲沒有死蟲被殺死沒有表達目的基因表達

基因工程的基本過程◆獲取目的基因◆目的基因與運載體重組◆重組DNA分子導入受體細胞◆篩選含目的基因的受體細胞四個步驟：⒈要使目的基因與對應的載體重組，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．②③Ａ隨練習堂⒉實施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細胞內分離出來，這要利用限制性內切酶。一種限制性內切酶能識別ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．專一性Ｃ．多樣性Ｄ．催化活性易受外界影響Ｂ隨練習堂

轉基因技術的應用將目的基因轉入受體細胞細菌植物動物基因工程菌轉基因植物轉基因動物發酵工程細胞工程優良動植物品系

轉基因技術的應用1.微生物基因工程◆制藥方面胰島素、生長激素、干擾素、白細胞介素、乙肝疫苗等長期以來治療糖尿病的特效藥——胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，治療一位糖尿病患者，每年所需的胰島素用量，需要40頭牛或50頭豬的胰臟。1978年9月，科學家成功實現了由大腸桿菌生產人胰島素。他們2000L的大腸桿菌培養液中，獲得了100kg胰島素，相當于從1噸豬胰臟中獲得的產量。從此，大規模生產胰島素開始了。1980年，世界上第一家用基因工程生產人胰島素的工廠開始建造。兩年后，基因工程生產的人胰島素正式進入市場。這是人類第一個基因工程產業化的產品。

轉基因技術的應用1.微生物基因工程◆環境保護方面基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環境的物質。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。

轉基因技術的應用2.植物基因工程抗蟲棉抗寒油菜抗旱玉米防乙肝土豆轉基因番茄在食品、醫藥等領的應用：獲得抗逆性、高產、高營養價值的農作物等成果：

轉基因技術的應用3.動物基因工程特點：●以受精卵作為受體細胞●用顯微注射的方法將目的

基因導入受精卵●使受精卵發育成轉基因動物♂♀×●●巨型小鼠（內含外源生長激素基因）

轉基因技術的應用3.動物基因工程（1）獲取具有優良性狀的動物新品種。成果：

轉基因技術的應用3.動物基因工程（2）乳腺生物發生器：從動物的乳汁中獲得人源性蛋白質藥物。成果：

轉基因技術的應用3.動物基因工程（3）基因治療成果：P65頁——“發現之路”通過基因工程給患有遺傳病的人體內導入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。

轉基因生物產品的安全性轉基因生物安全嗎?

轉基因食品已經走進我國百姓的生活。

國內尚沒有轉基因作物的大規模生產

近幾年我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，其中

大部分是轉基因大豆。

我國有一半以上的大豆色拉油含有轉基因成分。

轉基因生物產品的安全性現在國內都有哪些轉基因食品？第一批列入目錄的農業轉基因生物是：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、番茄醬轉基因生物安全嗎?

轉基因生物產品的安全性

支持派認為：如果轉基因農業生物技術得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調，迄今為止并沒有發現轉基因食品危害人體健康和環境的確切證據。轉基因生物安全嗎?

轉基因生物產品的安全性

一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統功能；

美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。

環保團體認為這種違反自然的轉基因作物及產品，未經長期安全測試，長期食用可能對人類及生態環境造成負面影響。

尤其是注重環境和生態保護的歐盟國家，對轉基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產品的進口。

轉基因生物產品的安全性1、轉基因生物本身是否會對生物環境造成不利的影響？

A、轉基因植物演變成農田雜草的可能性。B、誘發病蟲產生抗性。

轉基因生物產品的安全性2、轉基因生物本身是否會對人體健康造成不

利的影響？

有毒物質

過敏性轉基因安全事件英國“普茲臺事件”：1998年，英國羅伊特研究所普茲臺教授說他的實驗證明，幼鼠食用轉基因土豆會使內臟和免疫系統受損。轉基因安全事件美國的“斑蝶事件”：1999年美國康乃爾大學副教授約翰·羅西在《自然》上發表文章說，一種轉基因玉米可產生殺死害蟲的花粉，而身為益蟲的一種美州大蝴蝶食用了這種轉基因玉米花粉后有44％死亡。

基因工程的基本過程目的基因——是人們為了得到其表達產物而把它轉入到新的生物體中去的基因從生物體細胞中分離獲得目的基因的方法

基因定位用限制酶從DNA分子中切取mRNADNA逆轉錄酶通過化學方法人工合成1.獲取目的基因

基因工程的基本過程目的基因——是人們為了得到其表達產物而把它轉入到新的生物體中去的基因從生物體細胞中分離獲得目的基因的方法

基因定位用限制酶從DNA分子中切取通過化學方法人工合成1.獲取目的基因

基因工程的基本過程1.概念：

導入的生物細胞，即能接納重組DNA的活細胞。受體細胞2.種類：大腸桿菌植物細胞動物細胞微生物細胞

基因工程的基本過程1.獲取目的基因2.目的基因與運載體重組3.重組D