第2節基因工程及其應用 本節聚焦 1 什么是基因工程 2 基因工程的原理是什么 3 基因工程有哪些應用 4 轉基因食品安全嗎 能發熒光的熱帶斑馬魚 普通熱帶斑馬魚是不發熒光的 轉基因鮭魚 同時具有高產 穩產和抗逆性等優良品質的農作物新品種 抗蟲害的玉米 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 你知道為什么能把人的基因 嫁接 到細菌上嗎 你能推測出 這種基因的 嫁接 是怎么實現的嗎 你能舉出一些類似的 與你的生活關系很密切的例子嗎 問題探討 嫁接 了人胰島素基因的工程菌 一 基因工程的概念 又叫做基因拼接技術或dna重組技術 通俗的說 就是按照人們的意愿 把一種生物的某種基因提取出來 加以修飾改造 然后放到另一種生物的細胞里 定向地改造生物的遺傳性狀 基因重組 生物體外 基因 dna 分子水平 剪切 拼接 導入 表達 人類需要的基因產物 1 基因的 剪刀 限制性核酸內切酶識別特定核苷酸序列 在特定的切點切dna 具特異性 并裂解磷酸二酯鍵 產生兩個黏性末端 二 基因操作的工具 黏性末端 例 大腸桿菌的一種限制酶 ecor 能識別gaattc序列 并在g和a之間切開 ecor 2 基因的 針線 dna連接酶連接酶的作用 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 連接的部位 生成磷酸二酯鍵dna連接酶的作用過程 3 基因的運載體 質粒或病毒作用 將外源基因送入受體細胞 條件 能在宿主細胞內復制并穩定地保存 具有多個限制酶切點 具有某些標記基因 種類 質粒 噬菌體和動植物病毒 從細胞中分離出dna 從大腸桿菌中提取質粒 提取目的基因 目的基因與運載體結合 dna連接酶 目的基因導入受體細胞 目的基因的表達與檢測 基因工程操作的基本步驟 二 基因工程的應用 1 基因工程與作物育種2 基因工程與藥物研制 三 轉基因生物和轉基因食品的安全性 轉基因馬鈴薯 轉基因煙草 抗蟲棉 抗cmv甜椒 抗蟲原理 抗蟲結果 全身散發綠色熒光的轉基因魚 乳汁中分泌人凝血因子ix的轉基因山羊 美科學家研制出世界上第一只轉基因蝴蝶 首只轉基因猴降生 超凡嗅覺能力的轉基因鼠 臨床常見的生長激素 干擾素和乙肝疫苗等藥物都可以用基因工程來大規模生產 1987年開始上市的干擾素 生產胰島素歷史 轉基因食品看起來分外誘人 餐桌上的基因轉基因食品你敢吃嗎 轉基因食品abc 安全嗎 幾種常見育種方法的比較 作業 雜交 自交 選優 基因重組 不同個體的優良性狀可集中到同一個個體上 育種時間長 需及時發現優良性狀 雜交水稻中國荷斯坦牛 花藥離體培養 秋水仙素誘導加倍 染色體變異 明顯縮短育種年限 后代一般都為純種 技術復雜 成本高 普通小麥花藥離體培養 秋水仙素處理萌發的種子 幼苗 染色體變異 植物莖桿粗壯 果實 種子大 營養高 發育延遲 結實率低 無籽西瓜 物理或化學方法處理動植物 微生物 基因突變 提高變異頻率 大幅度改良某些性狀 加速育種進程 有利變異少 需要處理大量實驗材料 具有不確定性 青霉菌高產菌株的培育黑農五號大豆 基因重組 將一種生物特定基因轉移到另一種生物體內 染色體變異定