1、基因工程及基因工程及其應用其應用第第2節節基因“嫁接一、基因工程一、基因工程 又叫做又叫做或或。通。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以的某種基因提取出來，加以修飾改造修飾改造，然后，然后放到另一種生物的細胞里，放到另一種生物的細胞里，地改造生物地改造生物的的。小結原理原理操作環境操作環境操作水平操作水平結果結果定向地改造生物的遺傳性狀，定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得人類所需要的品種。DNA分子水平分子水平生物體外生物體外基因重組基因重組1、 基因的基因的“剪刀剪刀限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶 專一性：

2、專一性： 識別特定核苷酸識別特定核苷酸序列，在特定的切點切序列，在特定的切點切DNA，具特異性。并裂解磷酸二酯具特異性。并裂解磷酸二酯鍵，產生兩個黏性末端。鍵，產生兩個黏性末端。 二、基因操作的工具二、基因操作的工具例：大腸桿菌的一種限制酶例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)能識別能識別 GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之間切開。之間切開。EcoR被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA是否具有一是否具有一樣的黏性末端？樣的黏性末端？要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？切幾個切口？可產生幾個

3、黏性末端？思考思考:2、基因的、基因的“針線針線 DNA連接酶連接酶連接酶的作用：連接酶的作用： 將互補配對的兩個黏性末端連接起來，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使之成為一個完整的DNA分子。分子。連接的部位：連接的部位： 生成磷酸二酯鍵生成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：連接酶的作用過程：連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末連接酶的作用是：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端連接起來，使之成為一個完整的DNADNA分子。分子。基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A

4、A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割3、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體 常用的運載體：常用的運載體： 質粒、噬菌體和質粒、噬菌體和動植物病毒等動植物病毒等標記基標記基因，便因，便于進展于進展檢測。檢測。 質粒存在于許質粒存在于許多細菌和酵母菌等多細菌和酵母菌等生物中生物中, ,是細胞染是細胞染色體外能夠自主復色體外能夠自主復制的很小的環狀制的很小的環狀DNADNA分子分子. .從細胞中別從細胞中別離出離出DNA從大腸桿菌從大腸桿菌中提取質粒中提

5、取質粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因與目的基因與運載體結合運載體結合DNA連連 接酶接酶目的基因導目的基因導入受體細胞入受體細胞目的基因的目的基因的檢測與鑒定檢測與鑒定 基因工程操作的根本步驟基因工程操作的根本步驟1提取目的基因提取目的基因2目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合3將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞4目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定 轉基因抗蟲棉花轉基因抗蟲棉花轉入蘇云金桿菌轉入蘇云金桿菌的一個抗蟲基因，的一個抗蟲基因，是中國目前最主要是中國目前最主要的轉基因作物的轉基因作物 1、基因工程與作物育種轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉黃瓜抗

6、青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基轉魚抗寒基因的番茄因的番茄轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會引起過敏的轉基因大豆不會引起過敏的轉基因大豆運用基因工程技術，不但可以培養優質、運用基因工程技術，不但可以培養優質、高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種，還可高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種，還可以培養出具有特殊用途的動、植物。以培養出具有特殊用途的動、植物。乳汁中含有人生長激素的轉乳汁中含有人生長激素的轉基因牛基因牛( (阿根廷阿根廷) )生長快、耐不良環境、肉質生長快、耐不良環境、肉質好的轉基因魚好的轉基因魚( (中國中國) )導入貯藏蛋白基因的超級綿羊和超級小鼠導入貯藏蛋白基因的超

7、級綿羊和超級小鼠我國生產的部分基因我國生產的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產是許多藥品的生產是從生物組織中提取的。從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有受材料來源限制產量有限，其價格往往十分昂限，其價格往往十分昂貴。貴。 微生物生長迅速，容易控制，適于大規模工業化生產。微生物生長迅速，容易控制，適于大規模工業化生產。假設將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，假設將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產本錢。大降低生產本錢。2、基因工程與藥物研制胰島素從豬、

8、牛等動物的胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰島素，其產量之的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每因導入大腸桿菌，每2000L2000L培養液就能產培養液就能產生生100g100g胰島素！使其胰島素！使其價格降低了價格降低了30%-50%!30%-50%!通過基因工程的方式創造了能合成人干擾通過基因工程的方式創造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每素的大腸桿菌，每1Kg1Kg的培養液可提取的培養液可提取20204 4mgmg干擾素。干擾素。 干擾素治療病

9、毒感染簡直干擾素治療病毒感染簡直是是“萬能靈藥萬能靈藥！過去從！過去從人血中提取，人血中提取，300L300L血才提血才提取取1mg1mg！其！其“珍貴珍貴程度程度自不用多說。自不用多說。 1998年英國的研究人員普斯陶伊通過新聞媒體向人展示了他的研究成果：實驗鼠在食用轉基因土豆十天后，其腎、脾和消化道都出現了不同程度的損傷。 你們怎樣對待轉基因生物和轉基因食品的平安性呢？ 五、轉基因生物和轉基因食品的平安性轉基因植物的平安性爭論轉基因植物的平安性爭論 支持派認為：如果轉基因農業生物技術得支持派認為：如果轉基因農業生物技術得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且不到社會支持，這一研究將被扼殺，并

10、且強調，迄今為止并沒有發現轉基因食品危強調，迄今為止并沒有發現轉基因食品危害人體安康和環境確實切證據。害人體安康和環境確實切證據。 美國人食用轉基因食品已美國人食用轉基因食品已多年，多年，超級超級市場上市場上有有4000多種商品是含多種商品是含有有轉基轉基因因植物成分的植物成分的，還沒有事例證明人吃了還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至會引以后會得病，甚至會引起起死亡。死亡。加拿大、澳大利亞也是轉基因食品的加拿大、澳大利亞也是轉基因食品的生產大國，均生產大國，均有幾有幾千萬人在千萬人在吃吃，到現，到現在為止也沒在為止也沒有有個案例說明它個案例說明它有有問題問題 。反對派的觀點反對派的觀點 一英

11、國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統功能；弱老鼠免疫系統功能； 美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。 環保團體認為這種違反自然的轉基因作環保團體認為這種違反自然的轉基因作物及產品，未經長期平安測試，長期食物及產品，未經長期平安測試，長期食用可能對人類及生態環境造成負面影響。用可能對人類及生態環境造成負面影響。 尤其是注重環境和生態保護的歐盟國家，尤其是注重環境和生態保護的歐盟國家，對轉基因作物更加排斥，因而抵抗美國對轉基因作物更加排斥，因而抵抗美國GMO產品的進口。產品的進口。我國政策法規我國政策法規 2001年年