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第二节基因工程及应用
基因工程概念：
又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，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。
例：
一、基因工程的基本工具
基因的“剪刀”（“分子手术刀”）
——限制性核酸内切酶
基因的“针线”（“分子缝合针”）
——DNA连接酶
基因的运载工具（“分子运输车”）
——运载体
1、限制性核酸内切酶（简称为限制酶）—基因的剪刀
（1）作用：识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
例如：EcoRI限制酶只能识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开，产生黏性末端
（2）、特点：专一性（一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，
并在特定的位点上切割DNA分子）
（3）、分布：微生物中
　
EcoRⅠ
黏性末端　　　　
黏性末端
中心轴线两侧切开
1、限制酶切割的是什么？
两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键.
2、两种
末端：
思考：
有碱基互补配对
（1）、
——基因的针线
磷酸二酯键
磷酸二酯键
（2）、
（最常用的运载体是质粒，为环状DNA分子）
（1）、
（2）、
标记基因
二、基因工程的基本操作程序
（1）提取目的基因
（2）目的基因与运载体结合
（3）将目的基因导入受体细胞
（4）目的基因的检测与鉴定
1、目的基因的获取
（1）、目的基因：人们所需要的特定基因。
（2）、获取方法：
a、直接分离基因：鸟枪法
b、人工直接合成
（1）反转录法
（2）根据蛋白质中氨基酸的序列推测出核苷酸
序列，通过化学方法合成DNA
2、目的基因与运载体结合
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
——基因工程的核心
（2）流程：
切割质粒
切割目的基因
加入DNA连接酶
质粒和目的基因结合形成重组DNA分子
（1）目的：
a、用一定的_________切割
质粒，使其出现一个切
口，露出____________。
b、用_____________切断目
的基因，使其产生_____
____________。
c、将切下的目的基因片段插入质粒的______处，
再加入适量___________，形成了一个重组
DNA分子（重组质粒）
限制酶
黏性末端
同一种限制酶
相同的黏性末端
切口
DNA连接酶
（2）过程:
三、将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入
植物细胞
将目的基因导入
动物细胞
将目的基因导入
微生物细胞
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
——显微注射法
——Ca2+处理法
主要借助于细菌或病毒侵染细胞的方法
4、目的基因的检测与鉴定
（1）检测：依据是受体细胞中是否有某些标记基因。
目的是判断基因是否导入受体细胞
（2）鉴定：看受体细胞是否表现目的基因控制的性状，
如棉花抗虫性状的表现
三、基因工程的应用
　　运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗逆性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
1、基因工程与作物育种
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
2、基因工程与药物研制
把某种生物体内控制合成药物的基因通过基因工程转移到另一种生
物的体内，从而高效的生产各种高质量、低成本的药物，如胰岛
素、干扰素和乙肝疫苗等。
产品名称 菌株或细胞 应用
人胰岛素 大肠杆菌
人生长激素 大肠杆菌
表皮生长因子 大肠杆菌
白细胞介素-2 大肠杆菌
a—干扰素 酵母菌
乙型肝炎疫苗 酵母菌
溶血栓剂 哺乳动物细胞
治疗糖尿病
治疗生长缺陷症
治疗烫伤、胃溃疡
治疗某些癌症
治疗癌症或病毒感染
预防病毒性肝炎
治疗心血管病（心脏病）
3、基因工程与环境保护
⑴　环境监测：
　　基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
⑵　环境污染治理：
　　基因工程做成的“超级细菌”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，用基因工程培育成功的“超级细菌”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DDT等毒害物质。
2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。
那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？
四、转基因生物和转基因食品的安全性：
1、优点：
（1）解决粮食短缺问题；（2）减少农药使用，从而减少环境污染；（3）节省生产
成本，降低粮食价格；（4）增加食物营养，提高附加价值；（5）增加食物种类，提
升食物品质；（6）促进生产效率，带动相关产业
2、缺点：
（1）可能产生新毒素和过敏原；（2）可能产生抗除草剂的杂草；（3）可能使
疾病的散播跨越物种的障碍；（4）可能破坏生物多样性；（5）可能会干扰生
态系统的稳定
3、两个观点：
（1）转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制
（2）转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广
4、我国的态度：

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