1、第2节 基因工程及其应用,生物,“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌,你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？这种基因的“嫁接”是怎么实现的？举出一些类似的、与生活关系很密切的例子。,1.简述基因工程的基本原理； 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用； 3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。,基因工程的原理,基因工程的应用,转基因的安全性,基因工程的原理,基因工程的概念：就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,DNA重组技术的基本工具,基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不
2、行的。进行基因操作最少需要以下三种工具:,限制性核酸内切酶“分子手术刀” DNA连接酶“分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,指“ 限制性内切酶 ”,微生物,一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割,已发现的有200多种,这个特点说明了：,酶具有专一性,例：EcoRI 酶切位点,限制酶：从特殊的酶切位点将DNA分子切开,指“DNA连接酶”,连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。,其作用与限制性内切酶相反，作用点相同,基因的针线：DNA连接酶,DNA连接酶和DNA聚合酶的异同,是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌拟核外能够自主复制的
3、很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。,“ ”,质粒,基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,科学家从苏云金芽孢杆菌中提取毒蛋白基因，并成功的导入棉细胞内使之合成毒蛋白。,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。,该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。,生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国),乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。,微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生
4、物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。,2、基因工程与药物研制,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素。,大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!,干扰素治疗病毒感染是“万能灵药”！过去从人血提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。,人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。,转基因的安全性,1988年，英国一位生物学家在电视节目中宣布：老鼠实用了转基
5、因马铃薯后，肾、脾和消化道都出现了损伤，体重和器官重量减轻，免疫系统遭到破坏 美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。,转基因植物的安全性争论,支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。 反对派认为：转基因食品会危害人类健康，造成一些疾病,2001年5月，国务院公布了农业转基因生物安全管理条例，对农业转基因生物的研究和试验、生产和加工、经营和进出口等作了具体规定。现在，我国越来越重视转基因生物及其产品的安全性，并且
6、密切关注国际上有关管理法规的动向。,一、基因工程的操作工具,1.基因的剪刀限制性内切酶,2.基因的针线连接酶,3.基因的运输工具运载体,二、基因工程的操作步骤,1.目的基因的提取,2.目的基因与运载体结合,3.目的基因导入受体细胞,4.目的基因的检测与表达,三、基因工程的应用,1.基因工程与作物育种,2.基因工程与药物研制,四、转基因生物和转基因食品的安全性,要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ） 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 A B C D,A,2.基因工程技术中的目的基因主要来源于( ),A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.
7、科学家在实验室中人工合成的基因,A,3.下列关于基因工程的叙述中,正确的是( ),A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.,C,4.以下说法正确的是( ),A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达,B,A.常用相同限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶构建重组质粒必需工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.,5.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是( ),B,