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1、还记得抗虫棉的培育过程吗？还记得抗虫棉的培育过程吗？如果采取将细菌内的抗虫基因“嫁接”到棉花中，你能推测出，这种基因的“嫁接”的实现有几个关键环节？你能设想一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？vv豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮能否让禾本科的植物也能够固定能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？空气中的氮？家蚕能够吐出蚕丝为人类利用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？设想设想能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？本节聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些应用？4、转基因食品安全吗？一、基因工程的原理：一、基因工程的
2、原理：1 1、概念：、概念： 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，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基基 因因操作水平操作水平DNADNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达结果结果 定向地改造生物的遗传性状定向地改造生物的遗传性状定向地改造生物的遗传性状定向地改造生物的遗传性状2 2、基因操作的工具、基因操作的工具一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
3、序列，并在特定的切点上切割并在特定的切点上切割DNA分子。分子。专一性专一性（）基因的（）基因的“剪刀剪刀” 限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。限制限制限制限制酶酶酶酶磷酸二酯键磷酸二酯键（2）基因的“针线” DNA连接酶连接的部位：连接的部位：磷酸二酯键磷酸二酯键 （）基因的（）基因的“针线针线”DNADNA连接酶连接酶连接的部位：连接的部位：磷酸二酯键磷酸二酯键基因的针线：基因的针线：基因的针线：基因的针线：DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶G
4、G A AA A T TT T C CC C T TT T A AA A GGG G A AA A T TT T C CC C T TT T A AA A GGG G C C T TT T A AA A A AA A T TT T C C GGG G C C T TT T A AA A A AA A T TT T C C GGG G C C T TT T A AA A A AA A T TT T C C GG用同种限制酶切割用同种限制酶切割使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子甲片段甲片段甲片段甲片段CTTCATGCTTCATG AATTCCCTAA AATTCCCTAA G
5、AAGTACTTAA GGGATTGAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段乙片段乙片段GGCATCTTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAGAATTCCGTAG 重组重组DNA分子分子GGCATCTTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG AATTCCGTAG （3 3）基因的运输工具）基因的运输工具运载体运载体作用：将外源基因作用：将外源基因 送入受体细胞。送入受体细胞。种类：质粒种类：质粒 、噬菌、噬菌体和动植物病毒。体和动植物病毒。质粒的特点质粒的特点1.1.1.1.细细胞胞染染色色体体（或或拟拟核核DNADNA分分子子）外外能能自自主复制的小型环状主复制的小型环状
6、DNADNA分子；分子；2.2.存在于许多细菌及酵母菌等生物中；存在于许多细菌及酵母菌等生物中；3.质粒的存在对宿主细胞无影响质粒的存在对宿主细胞无影响；4.质粒的复制只能在宿主细胞内完成。质粒的复制只能在宿主细胞内完成。根据刚才对基因工具的学习，你根据刚才对基因工具的学习，你能否简要说出用基因工程的方法能否简要说出用基因工程的方法去获得抗虫棉的基本步骤？去获得抗虫棉的基本步骤？3.基因工程操作的基本步骤v提取目的基因v目的基因与运载体结合v将目的基因导入受体细胞v目的基因的表达和检测练习：练习：要使目的基因与对应的运载体重组，所需要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是（的两种酶是（）
7、限制酶限制酶DNA连连接酶接酶解旋酶解旋酶还原酶还原酶实施基因工程的第一步的一种方法是把所实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）之间，这是利用了酶的（） 高效高效性专一性多样性性专一性多样性催化活性易受外界影响催化活性易受外界影响3.有关基因工程的叙述中，错误的是（有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） A、基基因因工工程程技技术术能能定定向向地地改改造造生生物物的的遗遗传传性性状状，培育
8、生物新品种培育生物新品种 B、重组、重组DNA的形成在细胞内完成的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体、质粒都可作为运载体B DB D二、基因工程的应用：二、基因工程的应用：1、基因工程与生物育种：、基因工程与生物育种：（1）转基因植物：）转基因植物：（2）转基因动物）转基因动物: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转鱼抗寒基因的番茄因的番茄获得高产、稳产和具有获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。有抗逆性的作物新品种。抗虫害的玉米抗虫害的玉米全身散发绿色荧
9、光的全身散发绿色荧光的转基因鱼转基因鱼乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子IXIXIXIX的转基因山羊的转基因山羊的转基因山羊的转基因山羊美科学家研制出世界美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶上第一只转基因蝴蝶首只转基因猴降生首只转基因猴降生超凡嗅觉能力的超凡嗅觉能力的转基因鼠转基因鼠生长快、耐不良环境、肉生长快、耐不良环境、肉生长快、耐不良环境、肉生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼质好的转基因鱼质好的转基因鱼质好的转基因鱼( ( ( (中国中国中国中国) ) ) )乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素的
10、转基因牛的转基因牛的转基因牛的转基因牛( ( ( (阿根廷阿根廷阿根廷阿根廷) ) ) )2、基因工程与药物研制：、基因工程与药物研制：胰岛素胰岛素 干扰素干扰素 许多疫苗许多疫苗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。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，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工业化生产。若将生物合成相应药物成分的
11、基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，因导入微生物细胞内，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。不但能解决产量问题，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2000L2000L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%!3 3、环境保
12、护、环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级细超级细菌菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。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”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污灵敏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染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 讨论：转基因食品安全吗？讨论：转基因食品安全吗？三、转基因生物和转基因食品的安全性三、转基因生物和转基因食品的安全性l你认为应该如何对待转基因你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性生物和转基因食品的安全性问题？问题？
