能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚 能 否 讓 熱 帶 斑馬 魚 也 能 發(fā) 光 ?設(shè)想 能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的 抗蟲害的玉米能 產(chǎn)生 人胰 島素 的大 腸桿 菌 第 二 節(jié) 基 因 工 程 及 其 應(yīng) 用 一 、 基 因 工 程 原 理 基 因 拼 接 技 術(shù) 或 DNA重 組 技 術(shù) 。 通 俗 地 說 ， 就 是 按 照 人 們 的 意 愿 ， 把 一 種 生 物的 某 種 提 取 出 來 ， 加 以 修 飾 改 造 ， 然 后 放 到 另 一種 生 物 的 細 胞 里 ， 。 原 理 ：操 作 水 平 ：結(jié) 果 ： 基 因 重 組DNA分 子 水 平定 向 地 改 造 生 物 的 遺 傳 性 狀 ， 獲得 人 類 所 需 要 的 品 種 操 作 對 象 ： 基 因概 念 ： 基 因 定 向 地 改 造 生 物 的 遺 傳 性 狀 這個特點說明了：酶 具 有 專 一 性（ 一 ） 基 因 工 程 的 操 作 工 具 限 制 性 內(nèi) 切 酶 （ EcoR ） 作 用 過 程 2、 基 因 的 針 線 DNA連 接 酶 DNA連 接 酶 可 把 黏 性 末 端 之 間 的 縫 隙 “ 縫 合 ”起 來 ， 即 把 梯 子 兩 邊 扶 手 的 斷 口 連 接 起 來 ， 這 樣一 個 重 組 的 DNA分 子 就 形 成 了 。磷酸二酯鍵 DNA連 接 酶 的 作 用 過 程 基 因 的 運 載 工 具 運 載 體 ：常 用 的 運 載 體 主 要 有 兩 類 ： 1） 細 菌 細 胞 質(zhì) 的 質(zhì) 粒 （ 環(huán) 狀 DNA分 子 ） 2） 噬 菌 體 或 某 些 動 植 物 病 毒 作 為 運 載 體 必 須 具 備 的 三 個 條 件 ： 基 因 的 剪 刀 （ 一 ） 基 因 工 程 的 操 作 工 具基 因 的 針 線 基 因 的 運 載 工 具 限 制 性 內(nèi) 切 酶 （ 簡 稱 限 制 酶 ）DNA連 接 酶運 載 體 從 大 腸 桿菌 中 提 取質(zhì) 粒限 制 酶提 取 目 的 基 因 限 制 酶目 的 基 因 與 運 載 體 結(jié) 合DNA連 接 酶目 的 基 因 導(dǎo) 入 受 體 細 胞目 的 基 因 的 檢 測 與 鑒 定從 細 胞 中 分 離 出 DNA（ 二 ） 基 因 工 程 操 作 的 基 本 步 驟 2、 基 因 操 作 的 基 本 步 驟1） 提 取 目 的 基 因2） 目 的 基 因 與 運 載 體 結(jié) 合3） 將 目 的 基 因 導(dǎo) 入 受 體 細 胞4） 目 的 基 因 的 檢 測 和 表 達 例 1 某 科 學(xué) 家 從 細 菌 中 分 離 出 耐 高 溫 淀 粉 酶 (Amy)基因 a， 通 過 基 因 工 程 的 方 法 ， 將 基 因 a與 運 載 體 結(jié) 合 后 導(dǎo) 入 馬鈴 薯 植 株 中 ， 經(jīng) 檢 測 發(fā) 現(xiàn) Amy在 成 熟 塊 莖 細 胞 中 存 在 。 結(jié) 合圖 形 分 析 下 列 有 關(guān) 這 一 過 程 的 敘 述 不 正 確 的 是 ( ) A 獲 取 基 因 a的 限 制 酶 的 作 用 部 位 是 圖 中 的 B 連 接 基 因 a與 載 體 的 DNA連 接 酶 的 作 用 部 位 是 圖 中 的 C 基 因 a進 入 馬 鈴 薯 細 胞 后 ， 可 隨 馬 鈴 薯 DNA分 子 的 復(fù) 制而 復(fù) 制 ， 傳 給 子 代 細 胞 D 通 過 該 技 術(shù) 人 類 實 現(xiàn) 了 定 向 改 造 馬 鈴 薯 的 遺 傳 性 狀 B 1 科 學(xué) 家 們 經(jīng) 過 多 年 的 努 力 ， 創(chuàng) 立 了一 種 新 興 生 物 技 術(shù) 基 因 工 程 ， 實 施該 工 程 的 最 終 目 的 是 ( )A 定 向 提 取 生 物 體 的 DNA分 子B 定 向 地 對 DNA分 子 進 行 人 工 “ 剪 切 ”C 在 生 物 體 外 對 DNA分 子 進 行 改 造D 定 向 地 改 造 生 物 的 遺 傳 性 狀D 3 基 因 工 程 中 用 來 修 飾 改 造 生 物 基 因的 工 具 是 ( ) A 限 制 酶 和 連 接 酶 B 限 制 酶 和 水 解 酶 C 限 制 酶 和 運 載 體 D 連 接 酶 和 運 載 體A 4 質(zhì) 粒 是 基 因 工 程 中 最 常 用 的 運 載 體 ，它 的 主 要 特 點 是 ( ) 能 自 主 復(fù) 制 不 能 自 主 復(fù) 制 結(jié)構(gòu) 很 小 蛋 白 質(zhì) 環(huán) 狀 RNA 環(huán) 狀DNA 能 “ 友 好 ” 地 “ 借 居 ”A B C D C 二 、 基 因 工 程 的 應(yīng) 用 運 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 特 殊 用 途 的 動 、 植 物 。生 長 快 、 耐 不 良 環(huán) 境 、 肉 質(zhì)好 的 轉(zhuǎn) 基 因 魚 (中 國 ) 乳 汁 中 含 有 人 生 長 激 素 的轉(zhuǎn) 基 因 牛 (阿 根 廷 )1、 基 因 工 程 與 作 物 育 種 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(zhuǎn) 移 到 作 物 體內(nèi) ， 將 從 根 本 上 改 變 作 物 的 特性 。 如 轉(zhuǎn) 基 因 抗 蟲 棉 ?？?蟲 基 因 作 物 的 意 義 ： 減 少 農(nóng) 藥 的 用 量 ， 降 低 了 生 產(chǎn)的 成 本 ， 減 少 了 農(nóng) 藥 對 環(huán) 境 的 污 染 。 轉(zhuǎn) 黃 瓜 抗 青 枯 病 基 因 的 甜 椒 轉(zhuǎn) 魚 抗 寒 基因 的 番 茄轉(zhuǎn) 黃 瓜 抗 青 枯 病 基 因 的 馬 鈴 薯 不 會 引 起 過 敏 的 轉(zhuǎn) 基 因 大 豆 轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽?；ǜ淖兞嘶ㄉ?A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。B：轉(zhuǎn)沒有綠色熒光蛋白的空質(zhì)粒的花， 2、 基 因 工 程 與 藥 物 研 制我 國 生 產(chǎn) 的 部 分 基 因工 程 疫 苗 和 藥 物 用 基 因 工 程 的 方 法生 產(chǎn) 胰 島 素 、 干 擾 素 、白 細 胞 介 素 、 凝 血 因 子 、以 及 預(yù) 防 乙 肝 、 霍 亂 、傷 寒 、 瘧 疾 等 的 疫 苗 。 提 高 生 產(chǎn) 產(chǎn) 量 、 降低 生 產(chǎn) 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(chǎn) 量之 低 和 價 格 之 高 可 想 而 知 。 將 合 成 的 胰 島 素 基 因?qū)?入 大 腸 桿 菌 ， 每 2000L培 養(yǎng) 液 就 能 產(chǎn) 生 100g胰 島素 ！ 大 規(guī) 模 工 業(yè) 化 生 產(chǎn) 不但 解 決 了 這 種 比 黃 金 還 貴的 藥 品 產(chǎn) 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(xiàn) 工 業(yè) 化 生產(chǎn) ， 均 為 解 除 人 類 的 病苦 ， 提 高 人 類 的 健 康 水平 發(fā) 揮 了 重 大 的 作 用 。 人 造 血 液 及 其 生 產(chǎn) 3、 基 因 工 程 與 環(huán) 境 保 護 環(huán) 境 監(jiān) 測 ： 基 因 工 程 做 成 的 DNA探 針 能 夠 十 分 靈 敏 地 檢測 環(huán) 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(huán) 境 污 染 的 情 況 ， 卻 不 易 因 環(huán) 境 污染 而 大 量 死 亡 ， 甚 至 還 可 以 吸 收 和 轉(zhuǎn) 化 污 染 物 。 環(huán) 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(huán) 境 的 物 質(zhì) 。 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(zhuǎn) 化 汞 、 鎘 等 重 金 屬 ， 分 解 DDT等 毒 害 物 質(zhì) 。 2006年 3月 14日 綠 色 和 平 組 織 發(fā) 布 消 息 ,稱亨 氏 營 養(yǎng) 米 粉 含 有 轉(zhuǎn) Bt基 因 抗 蟲 水 稻 成 分 。 那 么 轉(zhuǎn) 基 因 食品 到 底 安 全 嗎 ？ 什么 樣 的 轉(zhuǎn) 基 因 食 品才 能 上 市 ？ 如 何 面對 市 場 上 的 轉(zhuǎn) 基 因食 品 呢 ？ 三 、 轉(zhuǎn) 基 因 生 物 與 轉(zhuǎn) 基 因 食 品 的 安 全 性兩 種 觀 點不 安 全 ： 證 據(jù) 安 全 ： 證 據(jù) 安 全 觀 點 ： 1、 轉(zhuǎn) 基 因 食 品 與 非 轉(zhuǎn) 基 因 食 品 的 構(gòu)成 是 一 樣 的 ； 2、 減 少 農(nóng) 藥 使 用 、 減 少 環(huán) 境 污 染 ； 3、 節(jié) 省 生 產(chǎn) 成 本 ， 降 低 糧 食 售 價 ； 4、 增 加 食 品 營 養(yǎng) 、 提 高 食 品 產(chǎn) 量 等 。 不 安 全 觀 點 ： 1、 可 能 產(chǎn) 生 抗 除 草 劑 的 超 級 雜 草 ； 2、 可 能 使 疾 病 的 散 播 跨 越 物 種 障 礙 ； 3、 可 能 損 害 農(nóng) 作 物 的 生 物 多 樣 性 ； 4、 認 為 創(chuàng) 造 新 物 種 ， 可 能 干 擾 生 態(tài) 系統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 ； 5、 可 能 產(chǎn) 生 新 毒 素 和 新 過 敏 源 。 最新款的摩托車 誰 能 告 訴 我 這 是 ？ 誰 能 告 訴 我 這 是 ？ 誰 能 告 訴 我 這 是 ？ 誰 能 告 訴 我 這 是 ？ 1、 要 將 目 的 基 因 與 運 載 體 連 接 起 來 ， 在 操 作 中 應(yīng) 選 用A、 只 需 DNA連 接 酶B、 同 一 種 限 制 酶 和 DNA連 接 酶C、 只 需 限 制 酶D、 不 同 的 限 制 酶 和 DNA連 接 酶課 堂 練 習(xí)2、 下 列 各 項 中 ， 說 明 目 的 基 因 完 成 了 表 達 的 是A、 棉 珠 中 含 有 殺 蟲 蛋 白 基 因B、 大 腸 桿 菌 中 具 有 胰 島 素 基 因C、 酵 母 菌 中 產(chǎn) 生 了 干 擾 素D、 抗 病 毒 基 因 導(dǎo) 入 土 豆 細 胞 中 B C 3、 要 使 目 的 基 因 與 對 應(yīng) 的 載 體 重 組 ， 所 需 的 兩 種 酶是 限 制 酶 連 接 酶 解 旋 酶 還 原 酶 、 、 、 、 4、 實 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 胞 內(nèi) 分 離 出 來 ， 這 要 利 用 限 制 性 內(nèi) 切 酶 。一 種 限 制 性 內(nèi) 切 酶 能 識 別 分 子 的 順 序 ， 切 點 在 和 之 間 ， 這 是 利 用 了 酶 的 、 高 效 性 、 專 一 性 、 多 樣 性 、 催 化 活 性 易 受 外 界 影 響A B 6、 不 屬 于 基 因 工 程 方 法 生 產(chǎn) 的 藥 物 是A、 干 擾 素 B、 白 細 胞 介 素C、 青 霉 素 D、 乙 肝 疫 苗 5、 基 因 工 程 的 正 確 操 作 步 驟 是 使 目 的 基 因 與 運 載 體 結(jié) 合 將 目 的 基 因 導(dǎo) 入 受 體 細 胞 檢 測 目 的 基 因 的 表 達 是 否 符 合 特 定 性 狀 要 求 提 取 目 的 基 因 、 、 、 、 C C