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1、能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蛛丝？让禾本科蛛丝？让禾本科植物也能固氮？植物也能固氮？设想设想根瘤菌的固氮作用根瘤菌的固氮作用基因基因“嫁接嫁接”基因工程及基因工程及其应用其应用第第2 2节节基因工程：基因工程：即即 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某通俗的说，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，生物的细胞里，地改造生物的地改造生物的 。原原 理理：操作水平操作水平：结结 果果：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向定向地改造生物的遗传性状，地改造生物的遗传性状，获得人类
2、所需要的品种。获得人类所需要的品种。基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术定向定向遗传性状遗传性状1、基因工程的、基因工程的限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(限制酶限制酶)主要存在于微生物主要存在于微生物一种限切酶一种限切酶只能识别只能识别一种特定的核苷一种特定的核苷酸序列酸序列,并在并在特定切点特定切点切割切割DNADNA分子分子已已发现的有发现的有200200多种多种种类种类:来源来源:特点特点:“”作用于：作用于：磷酸二酯键磷酸二酯键CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG EcoRI 剪切目的基因剪
3、切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考:形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有2、基因工程的、基因工程的DNADNA连接酶连接酶“”作用：作用：将互补配对的两个粘性末端将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完连接起来，使之成为一个完整的整的DNADNA分子分子使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子
4、甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA连接酶的作用位点连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。磷酸二酯键。3、基因的运载体、基因的运载体（3 3）条条 件件能够在宿主细胞中能够在宿主细胞中复制复制并并稳定地稳定地保存保存具有具有多个限制酶切点多个限制酶切点，以便与外源基，以便与外源基因连接因连接具具有标记基因有标记基因，便便于进行筛选于进行筛选（2 2）常用）常用的运载体
5、：的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1 1）概念）概念 标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。质粒质粒存在于许多细存在于许多细菌和酵母菌等生物菌和酵母菌等生物中中,是能够自主复是能够自主复制的制的很小的环状很小的环状DNADNA分子分子。从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与运目的基因与运载体结合载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导入目的基因导入受体细胞受体细胞目的基因的表目的基因的表达与检测达与检测三、基因工程操作的基本步骤三、基因工程操作的基本步骤抗
6、虫棉抗虫棉抗抗CMVCMV甜椒甜椒抗虫原理？抗虫结果？抗虫原理？抗虫结果？1、基因工程与作物育种抗虫转基因植物生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼(中国中国)乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛(阿根廷阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因转鱼抗寒基因的番茄的番茄2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。
7、微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业微生物生长迅速，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。产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌，每每20
8、00L2000L培养液就能培养液就能产生产生100g100g胰岛素！使胰岛素！使其价格降低了其价格降低了30%-30%-50%!50%!临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都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可以用基因工程来大规模生产1987年开始上市的干扰素年开始上市的干扰素生产胰岛素历史？基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和能吞食和分解多种污染环境的物质。分解多种污染环境的物质。通常一种假单孢通常一种假单孢杆菌只能分解石油中杆菌只能分解石油中的一种烃类用基因的一种烃类用基因工程培育成功的工程培育成功的“超超级细菌级细菌”却能分解
9、石却能分解石油中的多种烃类化合油中的多种烃类化合物。物。科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解解DDTDDT等毒害物质的细菌。等毒害物质的细菌。3、环境污染治理、环境污染治理 利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分灵敏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亡，甚至还可以吸收和转化污染物。转基因食品转基因食品 安全吗安全吗?!转基因植物的安全性争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支持派认为：如果转基因农业生物技
10、术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且不到社会支持，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。害人体健康和环境的确切证据。美国人食用美国人食用转基因食品已基因食品已多年，多年，超超级市市场上上有有4000多种商品是含多种商品是含有有转基基因因植物成分的植物成分的，还没有事例没有事例证明人吃了明人吃了以后会得病，甚至会引以后会得病，甚至会引起起死亡。死亡。加拿大、澳大利加拿大、澳大利亚也是也是转基因食品的基因食品的生生产大国，均大国，均有几有几千万人在千万人在吃吃，到，到现在在为止也没止也没有有个案例个案例说明它明
11、它有有问题。反对派的观点反对派的观点一英国科学家声称，转基因马铃薯会减一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；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。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。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，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，因而抵制美国对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。产品的进口。基因工程的操作工具基因工程的操作工具1.基因的剪刀基因的剪刀 限制酶限制酶2.基因的针线基因的针线 连接酶连接酶 3.基因的运输工具基因的运输工具 运载体运载体 基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤1.目的基因的目的基因的提取提取2.目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合3.目的基因目的基因导入导入受体细胞受体细胞4.目的基因的目的基因的检测检测与与表达表达一、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