基因工程及其应用
阳光之星
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本节聚焦
【1】基因工程的原理是什么？
【2】什么是基因工程？
【 3】基因工程有哪些应用？
【4】转基因食品安全吗？
基因工程与应用
基因工程：即 。通俗的说，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， 地改造生物的 。
原 理：
操作水平：
结 果：
一、基因工程
基因重组
DNA分子水平
定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
基因拼接技术或DNA重组技术
定向
遗传性状
二、基因操作的工具
1、基因工程的
限制性核酸内切酶(限制酶)
主要存在于微生物
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DNA分子
已发现的有200多种
作用于：
磷酸二酯键
EcoRI 剪切目的基因
黏性末端
被同一种限制酶切断的几个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
2、基因工程的
DNA连接酶
将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
甲片段
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
3、基因的运载体
（3）条 件
①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
③具有标记基因，便于进行筛选
（2）常用
的运载体：
质粒、噬菌体和动、植物病毒等
（1）概念

标记基因，便于进行检测。
质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子。
从细胞中分离出DNA
从大肠杆菌中提取质粒
提取目的基因
目的基因与运载体结合
DNA连 接酶
目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
三、基因工程操作的基本步骤
抗虫棉
抗CMV甜椒
抗虫原理？抗虫结果？
四、　基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
抗虫转基因植物
2、基因工程与药物研制
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。
胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
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！使其价格降低了30%-50%!
临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产
1987年开始上市的干扰素
生产胰岛素历史？
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。
3、环境污染治理
转基因食品
安全吗?!
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。
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。加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题 。
反对派的观点
一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；

美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。

尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。
基因工程的操作工具
1.基因的剪刀
——限制酶
2.基因的针线
——ＤＮＡ连接酶
3.基因的运输工具
——运载体
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
小结
一、基因工程的原理
二、基因工程的应用
三、转基因和转基因食品的安全性
练习：
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）　
①限制酶　　　②连接酶　　③解旋酶　　　④还原酶　　　Ａ．①②　　　Ｂ．③④　　Ｃ．①④　　Ｄ．②③
⒉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
Ａ
Ｂ
⒊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． ③② ④ ① 　　Ｂ． ② ④① ③　　　　　Ｃ． ④① ② ③ 　　Ｄ． ③ ④ ① ② ⒋采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（　）（２００３理综第７题）①将毒素蛋白注射到棉受精卵中　　② 将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中　 ③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中Ａ．① ②　　 Ｂ． ② ③ 　　Ｃ． ③ ④ 　　Ｄ．④ ①
Ｃ
Ｃ
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