第六章從雜交育種到基因工程

第二節基因工程及其應用（第二課時）高中生物組：馬海強溫故知新基因工程的概念基因工程的工具基因工程的基本步驟無性繁殖1）提取目的基因2）目的基因與運載體結合3）將目的基因導入受體細胞4）目的基因的檢測和表達（核心）工具酶作用磷酸二酯鍵基因工程自20世紀70年代興起后，短短幾十年的時間已經取得了突飛猛進的發展。目前已經成為生物科學的核心技術。在一些實際應用領域也展示出了美好的前景。生長快、耐不良環境、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)學習目標知識目標：舉例說出基因工程在農業、醫藥、環境保護等領域的應用。能力目標：收集“轉基因生物的轉基因食品的”相關信息的能力；情感態度和價值觀：

1.通過了解基因工程的成果及發展前景，關注科學技術在社會中的相互作用；

2.關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。基因工程的應用農牧業醫藥衛生環境保護1998年英國一位生物學家在電視節目中宣布：老鼠食用了轉基因的馬鈴薯后腎、脾和消化道都出現了損傷，體重和器官重量減輕，免疫系統遭到破壞。結果不可信！

轉基因食品

安全嗎?!辯論會轉基因生物與轉基因食品的安全性安全？不安全？如何辨別轉基因食品？常見的轉基因食品木瓜據悉，市場上95%的木瓜都是轉基因的已批準安全證書的有棉花、水稻、玉米和番木瓜；只有棉花、番木瓜批準商業化種植基因工程育種缺點優點常用方法原理多倍體育種單倍體育種誘變育種雜交育種類型雜交基因重組操作簡單，目的性強時間長輻射、射線誘變，化學藥劑誘變等基因突變育種年限縮短，改良某些性狀有利不多，需大量處理花藥離體培養再秋水仙素處理幼苗染色體變異年限短，易穩定技術復雜，且需與雜交育種配合秋水仙素處理萌發的種子或幼苗果大，莖稈粗，營養物豐富發育遲，結實低，在動物中無法開展基因重組運用基因工程將目的基因導入受體細胞并得以表達目的強，育種時間短，克服了遠緣雜交不親和的障礙有可能產生一些負面影響，如生物安全受威脅小結學生展示一環境保護方面的應用基因工程與環境保護

⑴環境監測：

基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環境污染的情況，卻不易因環境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。⑵環境污染治理：

基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環境的物質。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。學生展示二醫藥衛生的應用基因工程在醫藥衛生方面的應用我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物

用基因工程的方法生產胰島素、干擾素、白細胞介素、凝血因子、以及預防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等的疫苗。提高生產產量、降低生產成本。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養液就能產生100g胰島素！大規模工業化生產不但解決了這種比黃金還貴的藥品產量問題，還使其價格降低了30%-50%!干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現工業化生產，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發揮了重大的作用。人造血液及其生產產品名稱菌株或細胞應用人胰島素大腸桿菌人生長激素大腸桿菌表皮生長因子大腸桿菌白細胞介素-2大腸桿菌a—干擾素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓劑哺乳動物細胞治療糖尿病治療生長缺陷癥治療燙傷、胃潰瘍治療某些癌癥治療癌癥或病毒感染預防病毒性肝炎治療心血管病（心臟病）從中國農科院傳出重大消息，國家“863”計劃生物領域項目“利用轉基因植物生產乙型肝炎口服疫苗”科研課題小組，繼成功研制出轉基因植物———抗乙肝馬鈴薯之后，近日又成功地培育出抗乙肝番茄(西紅柿)，可用于藥物生產。用轉基因的植物生產藥物

轉基因抗乙肝西紅柿(中國)，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內，經過多代繁殖，使轉入的基因穩定化。用轉基因的植物生產藥物用轉基因動物生產藥物基因工程技術還可以是哺乳動物本身變成“批量生產藥物的工廠”。科學家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，通過一定的方法導入哺乳動物的受精卵中，然后，將受精卵送入母體內，使其生長發育成轉基因動物。轉基因動物進入哺乳期后，可通過分泌的乳汁來生產所需的藥品。目前，科學家已在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫藥產品轉有人α-抗胰蛋白酶基因的轉基因羊導入人基因具特殊用途的豬和小鼠特殊動物

圖為2001年12月底出生的5只可愛的轉基因克隆小豬。據培育者英國PPL醫療公司稱，這些轉基因小豬將為研究和“生產”適用于人體移植手術使用的動物器官提供巨大的幫助。展示三農牧業的應用基因工程在農業上的應用

培育抗逆性品種

將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉移到作物體內，將從根本上改變作物的特性。如轉基因抗蟲棉。

抗蟲基因作物的意義：減少農藥的用量，降低了生產的成本，減少了農藥對環境的污染。轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄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轉基因龍膽花色奇異轉基因藍豬耳改變花色轉基因牽牛花改變了花色A：紫外光照射下的轉綠色熒光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。B：轉沒有綠色熒光蛋白的空質粒的花，基因工程在畜牧業的應用

繁殖具有抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量的皮毛等優良品質的轉基因動物（如奶牛）。該過程的重要步驟是重組DNA轉移到動物受精卵中。

將人的生長激素基因和牛的生長素基因分