第3节基因工程与转基因生物

第三节基因工程与转基因生物一、基因工程简介２、理论基础：遗传学理论１、定义二、基因工程的主要操作步骤（动画）1、目的基因的获取（1）目的基因从某种生物体细胞中分离化学方法人工合成（2）获取目的基因的方法A、基因定位B、利用限制酶从DNA分子上切取目的基因GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGAATTCGGCTTAA切割目的基因2、目的基因与运载体重组（1）载体：质粒荚膜细胞壁质膜核区（内含DNA）质粒核糖体细胞质（2）质粒+目的基因重组DNA分子ＤＡＮ连接酶相同的限制酶切开3、重组DNA分子导入受体细胞4、筛选含目的基因的受体细胞思考：基因工程操作必需三种必要的工具：•化学剪刀：切割目的基因的酶限制性内切酶（专一性）•化学浆糊：连接目的基因和运载体的酶ＤＮＡ连接酶•分子运输车：将目的基因［重组ＤＮＡ］导入受体细胞的运载体质粒基因工程取出质粒用限制酶切断DNA用连接酶连接目的基因把重组的DNA导入受体细胞细菌细胞取出DNA增殖目的基因产物目的基因产物引起变异的实质是基因重组三、基因工程的应用和前景1、农业方面（1）生物固氮固氮基因转移农作物自行固氮（2）培育出优良农作物高蛋白基因抗虫基因转移农作物转移农作物（转基因植物）（转基因动物）2、工业方面药物基因（胰岛素基因、干扰素基因等）工程菌扩大繁殖药物导入3、医学方面（基因治疗）正常基因取代缺陷基因遗传病癌症得以根治4、环境保护降解4种石油烃、有机垃圾（超级细菌）（微生物制药）四、转基因生物产品安全性（转基因食品）担忧及应对：转基因生物本身是否会对生态环境造成不利影响。转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。转基因植物转基因植物–水稻抗细菌病的转基因水稻不抗细菌病的对照水稻XA21蛋白起着一种接受器的作用：一部分在外检测信号；一部分跨过细胞膜；一部分在细胞内产生信息转基因植物–棉花转基因抗虫棉CK抗虫CK抗虫•转基因植物–花卉三色矮牵牛蓝玫瑰转基因番茄用细菌的基因与番茄的DNA重组，延长了果实的抗软化、抗腐烂、耐贮藏。转基因作物转基因植物–蔬菜转基因甜椒转基因番茄这种玉米是不同寻常的,它们可能会引发制药业的重大变革。这是一种更便宜、更快速、更安全的制药方式。利用作物生产的药品和疫苗治疗和预防疱疹、肝炎等疾病的尝试已经进入临床实验阶段。转基因作物种植面积与主产国01020304050601996199820002002美国阿根廷加拿大中国全球合计全世界转基因作物种植面积1996年170万公顷。1997年1100万公顷。1998年2780万公顷。1999年3990万公顷。2000年4420万公顷。2000年全球转基因作物种植情况转基因大豆2580万公顷，占58％（所有的转基因大豆均为抗除草剂大豆）。转基因玉米1030万公顷，占23％。棉花530万公顷，占12％。油菜280万公顷，占6％。在总面积为4420万公顷的转基因作物中，抗除草剂的占74％，抗虫的占19％转基因动物转基因鼠:马牛羊也能变成制药厂:转基因猪培育乳汁中含有C蛋白的转基因猪转基因羊，鱼:转入人凝血因子IX基因的山羊转入牛生长发育基因（bGH)的绵羊转入生长激素基因的鲤鱼，上为转基因鱼，下为对照。开开眼界：这是转生长激素基因的猪，比普通猪每天增重492克而饲料转化率却比普通猪高，每增重1千克消耗饲料不到3千克。叶绿体猪可能吗？转基因能培养出这样的怪物吗？转基因食品的种类:（1）增产型（2）控熟型（3）高营养型（4）保健型（5）新品种型（6）加工型基因食品五大隐患•毒性问题•过敏反应问题•营养问题•对抗生素的抵抗作用•对环境的威胁•对动物的影响转基因食品要标签上市。玉米事件：苏云金芽孢杆菌的Cry9C基因转入玉米，即StarLink玉米。1998年，美国环保署（EPA）批准只作为家畜饲料和工业用途。2000年未经许可进入了食品中，引起了食用该食品的一部分人的过敏反应。马铃薯事件：1999年英国苏格兰Rowett研究所ArpadPusztai用转雪花莲凝集素（GNA）基因马铃薯饲喂大鼠，使大鼠体重和器官重量减轻，免疫系统破坏。帝王蝶事件：1999.5美国康乃尔大学研究组报道，Bt玉米花粉以较高浓度撒在苦定菜叶上，然后让帝王蝶幼虫捕食，4天后有44％的幼虫死亡“转雪花莲凝集素基因的马铃薯能够对大鼠的免疫系统造成损害”—1998年Pusztai事件Pusztai博士KillerBt玉米马利筋帝王蝶幼虫死亡44%（室内）帝王蝶事件