生物基因工程及其應(yīng)用

基因工程及其應(yīng)用略陽(yáng)縣天津中學(xué)生物組：劉興林假定你是一位知名的育種專家，某動(dòng)物園為了迎合觀眾獵奇的心理，想請(qǐng)你為他們培育出下面幾只“怪物”，請(qǐng)問(wèn)你準(zhǔn)備用什么方法？怪物1怪物2怪物3怪物4傳統(tǒng)的育種方法能否實(shí)現(xiàn)？這就要用到定向改造生物的新技術(shù)

——基因工程一、基因工程的原理1、概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。限制酶結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。以大腸桿菌中的一種叫做EcoR?的限制酶為例：2.基因工程最基本的工具──限制性內(nèi)切酶基因的剪刀基因的針線作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端縫隙連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。──DNA連接酶2.常用種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。1.作用：將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞。基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體3.運(yùn)載體必須同時(shí)滿足三個(gè)要求：①能與目的基因結(jié)合；②能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；③具有標(biāo)記基因最常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒分布：存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中。最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒。本質(zhì)：細(xì)胞染色體(或擬核)外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。標(biāo)記基因基因工程的基本操作步驟：二、基因工程的應(yīng)用將細(xì)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。2）抗逆性品種基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：1）高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種轉(zhuǎn)入向日葵基因的大豆用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。如“向日葵豆”植株。轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒

1、繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用將人的生長(zhǎng)激素基因和牛的生長(zhǎng)激素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“小超級(jí)鼠”。

生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因鯉魚(中國(guó))超級(jí)羊乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬

2、利用某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，從這些動(dòng)物的乳腺細(xì)胞中獲得人類所需要的各種物質(zhì)，如激素、抗體及酶類等?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用背上長(zhǎng)人耳的老鼠基因工程與藥物研制許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)基因工程藥品胰島素——治療糖尿病的特效藥。干擾素——抗病毒的特效藥。方法特點(diǎn)胰島素干擾素傳統(tǒng)方法直接從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取產(chǎn)量低價(jià)格昂貴4~5g/100kg胰腺1mg/300L血液基因工程“工程菌”發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)高質(zhì)量低成本100g/2000L大腸桿菌培養(yǎng)液20~40mg/1kg細(xì)菌培養(yǎng)物人造血液及其生產(chǎn)我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血因子、人造血液代用品疫苗：乙肝、狂犬病、百日咳、霍亂、傷寒、瘧疾基因工程藥品基因工程與環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)：

檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中有10個(gè)病毒也能被檢測(cè)出來(lái)快速靈敏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

1）用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。3）通過(guò)基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑，取代生產(chǎn)過(guò)程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過(guò)基因工程回收和利用工業(yè)廢物。

2）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。當(dāng)人類擁有了只有大自然才擁有的改造生物、創(chuàng)造生物的能力時(shí)，我們是否感到很坦然呢？

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!目前，大多數(shù)專家認(rèn)為，已經(jīng)投入商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因番茄、玉米等農(nóng)產(chǎn)品都是安全的。迄今為止尚無(wú)食用轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品引起任何嚴(yán)重問(wèn)題的科學(xué)報(bào)道。綠色和平組織將轉(zhuǎn)基因食品妖魔化你認(rèn)為應(yīng)該如何對(duì)待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題？1、科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實(shí)施該工程的最終目的：A.定向提取生物體的DNA分子B.定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行“剪切”C.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀2、下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的用來(lái)運(yùn)載目的基因的載體是：（）A.細(xì)菌質(zhì)粒B.噬菌體C.動(dòng)植物病毒D.細(xì)菌擬核中的DNA3.實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性內(nèi)切酶。某種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別DNA子中的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，