第2节 基因工程及其应用
你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？
问题探讨
“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌
1、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。
一、基因工程的原理
2、优点:
⑴能定向地改变生物，育种周期短。
⑵克服了远缘杂交不亲和的生殖障碍。
3、缺点：
技术复杂，安全性问题多，有可能引入生态危机。
1、 基因的“剪刀”
——限制性核酸内切酶
识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具专一性。
二.基因操作的工具
结果：产生黏性未端（碱基互补配对）
举例：大肠杆菌的一种EcoRI限制酶识别GAATTC序列，并在G和A之间切开）。
2、基因的“针线”
——DNA连接酶
连接酶的作用：
将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
连接的部位：
连接磷酸和脱氧核糖形成的磷酸二酯键
3、基因的运输工具
——运载体
作用：
将外源基因送入受体细胞。
种类：
质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程操作的基本步骤
1
2
3
4
提取目的基因
目的基因与运载体结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品种的农作物，以及培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
四. 基因工程的应用
基因工程在农业上的应用
培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。
基因工程在畜牧业的应用
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（如奶牛）。
该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精卵中。
将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。
特殊动物
图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。
2、基因工程与药物研制
用基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g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%!
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测：　　基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
⑵ 环境污染治理： 降解有毒有害的化合物。
2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。
那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？
五、转基因生物与转基因食品的安全性
两种观点
不安全：证据
安全：证据
你们的观点？

安全观点：
1、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；
2、减少农药使用、减少环境污染；
3、节省生产成本，降低粮食售价；
4、增加食品营养、提高食品产量等。

不安全观点：
1、食物安全方面：可能合成毒蛋白，产生新过敏源，改变食物的营养成分。
2、生物安全方面：有可能造成“基因污染”，损害生物多样性。
3、环境安全方面：有可能打破物种障碍；干扰生态系统的稳定性。
4、理性看待转基因生物：对待转基因生物的正确态度是“趋利避害，不能因噎废食”。
1、要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用
A、只需DNA连接酶
B、同一种限制酶和DNA连接酶
C、只需限制酶
D、不同的限制酶和DNA连接酶
练 习
2、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是
A、棉珠中含有杀虫蛋白基因
B、大肠杆菌中具有胰岛素基因
C、酵母菌中产生了干扰素
D、抗病毒基因导入土豆细胞中
3、有关基因工程的叙述正确的是
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
4、有关基因工程的叙述中，错误的是
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、人工合成目的基因不用限制性内切酶
5、实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的
Ａ、高效性　　　Ｂ、专一性　　　
Ｃ、多样性　　　Ｄ、催化活性易受外界影响
6、下列各项中，与基因工程无关的是
A、选择“工程菌”生产胰岛素
B、培育转基因抗虫棉
C、人工诱导多倍体
D、利用DNA探针检测应用水是否含有病毒
7、基因工程的正确操作步骤是
①使目的基因与运载体结合
②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求
④提取目的基因
Ａ、③②④① Ｂ、②④①③
Ｃ、④①②③ Ｄ、③④①②
8、抗虫基因能与棉花的DNA结合起来并发挥作用的原因的叙述中，正确的是A．细菌和棉花的遗传物质都是DNA，DNA结构相似B．基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本单位C．都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则D．细菌和棉花的基因相同
（1）下列属于基因工程方法生产的药物是
A、干扰素 B、白细胞介素
C、青霉素 D、乙肝疫苗
多项选择题
（3）下列属于转基因食品可能出现的问题有
A、转基因食品可能含有毒蛋白
B、转基因食品可能含有新过敏原
C、转基因食品的营养成分可能发生了改变
D、转基因食品可能造成基因污染
（2）下列各项中，利用了基因工程技术的是
A、选择“工程菌”来生产胰岛素
B、培育转基因抗虫棉
C、人工诱导多倍体
D、培育高产杂交水稻
2．基因工程能够定向改变生物的某些性状，目前已应用于医药卫生、农业生产和环境保护等方面。下列选项中，属于基因工程应用的实例是
A．无子西瓜 B．四倍体葡萄
C．试管婴儿 D．转基因抗虫棉
1.培育转基因抗虫棉，采用的方法是
A.基因工程 B.杂交育种
C.诱变育种 D.单倍体育种
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