1、第六章第六章 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程江蘇盱眙新馬國(guó)際外國(guó)語(yǔ)學(xué)校江蘇盱眙新馬國(guó)際外國(guó)語(yǔ)學(xué)校: :戴金海戴金海 抗蟲(chóng)害的玉米抗蟲(chóng)害的玉米不抗蟲(chóng)害的玉米不抗蟲(chóng)害的玉米能發(fā)能發(fā)熒光熒光的熱的熱帶斑帶斑馬魚(yú)馬魚(yú)普通熱帶斑馬魚(yú)是不發(fā)熒光的普通熱帶斑馬魚(yú)是不發(fā)熒光的思考：思考：1 1、為什么能把一種生物的基因、為什么能把一種生物的基因“嫁接嫁接”到另到另一種生物上？一種生物上？2 2、推測(cè)這種、推測(cè)這種“嫁接嫁接”怎樣能實(shí)現(xiàn)？怎樣能實(shí)現(xiàn)？3 3、這種、這種“嫁接嫁接”對(duì)品種的改良有什么意義？對(duì)品種的改良有什么意義？甲生物甲生物乙生物乙生物取出優(yōu)取出優(yōu)秀基因秀基因新類(lèi)型新類(lèi)型表達(dá)表達(dá)新的生物

2、新的生物產(chǎn)品產(chǎn)品基因工程基因工程2 2、原、原 理：理： 基因重組基因重組( (變異類(lèi)型變異類(lèi)型) )3 3、操作水平：、操作水平：DNADNA分子水平分子水平4 4、操作環(huán)境：、操作環(huán)境：生物體外生物體外5 5、結(jié)、結(jié) 果：果：獲得人類(lèi)所需要的品種。獲得人類(lèi)所需要的品種。1 1、概念：、概念：又叫做又叫做基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)或或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)通通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因種基因提取提取出來(lái)，加以出來(lái)，加以修飾改造修飾改造，然后，然后放到放到另一另一種生物的細(xì)胞里，種生物的細(xì)胞里，定向定向地地改造生物的性狀。改造

3、生物的性狀。6 6、目、目 的：的：定向地改造生物的性狀定向地改造生物的性狀、基因的剪刀基因的剪刀限制性?xún)?nèi)切酶（限制酶）限制性?xún)?nèi)切酶（限制酶） 同一種限制性?xún)?nèi)切酶即使切割不同的同一種限制性?xún)?nèi)切酶即使切割不同的DNADNA分子，黏性末端也相同分子，黏性末端也相同基因的針線(xiàn)：基因的針線(xiàn)：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 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 3、基因的運(yùn)載工具、基因的運(yùn)載工具

4、運(yùn)載體運(yùn)載體5 5）質(zhì)粒的特點(diǎn)）質(zhì)粒的特點(diǎn)（1 1）擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀）擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNADNA分子分子（2 2）質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響）質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響（3 3）質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。）質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。用與提取目用與提取目的基因的基因相同相同的限的限制酶切割質(zhì)粒使制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入將目的基因插入切口處，讓目的切口處，讓目的基因的黏性末端基因的黏性末端與切口上的黏性與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連接酶的作用在連接酶的作用下連接形成重組下連接形成重組DNADNA分子。分子。細(xì)

5、菌細(xì)菌供體細(xì)胞供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出質(zhì)粒取出取出DNA用限制酶切斷用限制酶切斷DNA用連接酶連接目的基因用連接酶連接目的基因?qū)⒅亟M將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞擴(kuò)增擴(kuò)增大量的受體細(xì)胞接受一定的目的基因。受體細(xì)大量的受體細(xì)胞接受一定的目的基因。受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測(cè)出來(lái)。測(cè)出來(lái)。 將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、

6、研究。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物 運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。特殊用途的動(dòng)、植物。生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)( (中國(guó)中國(guó)) )乳汁中含有人生長(zhǎng)激素乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛的轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )1 1、基因工程與作物育種、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的

7、番茄的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超超級(jí)級(jí)動(dòng)動(dòng)物物特殊動(dòng)物特殊動(dòng)物圖為圖為20012001年年1212月底出月底出生的生的5 5只可愛(ài)的轉(zhuǎn)基因只可愛(ài)的轉(zhuǎn)基因克隆小豬。據(jù)培育者克隆小豬。據(jù)培育者英國(guó)英國(guó)PPLPPL醫(yī)療公司稱(chēng)，醫(yī)療公司稱(chēng)，這些轉(zhuǎn)基因小豬將為這些轉(zhuǎn)基因小豬將為研究和研究和“生產(chǎn)生產(chǎn)”適用適用于人體移植手術(shù)使用于人體移植手術(shù)使用的動(dòng)物器官提供巨大的動(dòng)物器官提供巨大的幫助。的幫助。 課

8、堂練習(xí)課堂練習(xí)：19931993年我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)年我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源于（的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源于（ ）A A、普通棉花的基因突變、普通棉花的基因突變B B、棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因、棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因C C、寄生在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)的線(xiàn)蟲(chóng)、寄生在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)的線(xiàn)蟲(chóng)D D、蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因、蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因D D2 2、 2002 2002年，中國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花達(dá)到年，中國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花達(dá)到150150萬(wàn)公頃，萬(wàn)公頃，已經(jīng)占到棉花產(chǎn)量的已經(jīng)占到棉花產(chǎn)量的1 13.3. 我國(guó)大豆食用油近七成是我國(guó)大豆食用油近七成是“轉(zhuǎn)基

9、因轉(zhuǎn)基因”產(chǎn)品產(chǎn)品 與雜交育種、誘變育種相比較，基因工程育與雜交育種、誘變育種相比較，基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)有哪些？種的優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 1 1、克服遠(yuǎn)源雜交不親和性、克服遠(yuǎn)源雜交不親和性 2 2、定向地改變生物的性狀、定向地改變生物的性狀 3 3、育種周期短、育種周期短2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因我國(guó)生產(chǎn)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(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于

10、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)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的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰

11、島素！使其價(jià)格降低素！使其價(jià)格降低了了30%-50%!30%-50%!3 3、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境保護(hù) 基因工程做成的基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類(lèi)，用基因工通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類(lèi)，用基因工程培育成功的程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類(lèi)化卻能分解石油中的多種烴類(lèi)化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDTDDT等毒等毒害物質(zhì)。害物質(zhì)。4 4、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 當(dāng)人類(lèi)擁有

12、了只有大自然才當(dāng)人類(lèi)擁有了只有大自然才擁有的改造生物、創(chuàng)造生物的能擁有的改造生物、創(chuàng)造生物的能力時(shí)，也感到了不安與困惑。人力時(shí)，也感到了不安與困惑。人類(lèi)是否有權(quán)按照自已的意愿操縱類(lèi)是否有權(quán)按照自已的意愿操縱地球上的生命？人類(lèi)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)基地球上的生命？人類(lèi)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)基因生物、轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)危害因生物、轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)危害整個(gè)生物圈，包括人類(lèi)自身？整個(gè)生物圈，包括人類(lèi)自身？轉(zhuǎn)基因生物：轉(zhuǎn)基因生物： 閱讀課本閱讀課本討論：轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？討論：轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？5、實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需、實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制的基因從供體細(xì)胞內(nèi)

13、分離出來(lái)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。一種限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別分性?xún)?nèi)切酶。一種限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的（）這是利用了酶的（）高效性專(zhuān)一性高效性專(zhuān)一性多樣性催化活性易受外多樣性催化活性易受外界影響界影響4、要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶、要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（是（ ）限制酶限制酶連接酶連接酶解旋酶解旋酶還還原酶原酶 A6、基因工程的正確操作步驟是（）、基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求檢測(cè)目的

14、基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求提取目的基因提取目的基因 7 7、采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的、采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是（）基因的作法正確的是（）將毒素蛋白注射到棉受精卵中將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中中 將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培養(yǎng)養(yǎng) 將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中 8、下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作