從雜交育種到基因工程(編輯修改稿)
2024-10-08 20:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 儒癥 的 唯一方法 ，是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。治療一名侏儒癥患者每年需要從 80具尸體的腦下垂體 中提取生長(zhǎng)激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的 生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌 中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于 6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 ? 基因工程藥品 ——生長(zhǎng)激素 干擾素是 病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生 的一種 糖蛋白 。干擾素幾乎能 抵抗所有 病毒引起的 感染 ，是一種 抗病毒 的 特效藥 。此外干擾素對(duì)治療 某些 癌癥 和 白血病 也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取 ，每 300L血液只能提取出 1mg干擾素。 1980~1982年，科學(xué)家用基因工程方法在 大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素 ，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的 12萬倍。 1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。 ? 基因工程藥品 —— 干擾素 基因的 指 “ 限制性核酸內(nèi)切酶 ” 一種限制酶 只能識(shí)別 一種特定的核苷酸序列 ,并在 特定切點(diǎn) 切割 特點(diǎn) : “ ” 這個(gè)特點(diǎn)說明了： 酶具有專一性 工具 限制性內(nèi)切酶 （ ECORⅠ ） 作用過程 點(diǎn)擊播放 2：基因工程的 指 “ DNA連接酶 ” “ ” 作用： 連接 “ 梯子 ” 斷口的“ 扶手 ” 而非 “ 梯子 ”中間的 “ 踏板 ” 。 其作用與限制性內(nèi)切酶相反，作用點(diǎn)相同 工具 DNA連接酶的作用過程 點(diǎn)擊播放 基因工程的 目的基因 A、 常用 的運(yùn)載體： 質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病毒等 工具 標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。 其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中 ,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的 環(huán)狀 DNA分子 . B、它們的共同特點(diǎn)是： 都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力 ? 培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟： 胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來 胰島素基因與運(yùn)載體 DNA連接 胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌 )細(xì)胞 基因的“剪刀” 基因的“針線” 基因的運(yùn)載體 第一步： 基因工程 基本步驟： 第二步： 獲取目的基因 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 第三步： 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 第四步 : 目的基因的檢測(cè)與鑒定 獲取目的基因 用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在 DNA連接酶的作用下連接形成重組 DNA分子。 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 導(dǎo)入 擴(kuò)增 常用的受體細(xì)胞： 菌類 和 動(dòng)植物細(xì)胞 目的基因的表達(dá)和檢測(cè) 大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測(cè)出來。 將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。 無表達(dá)產(chǎn)物 無表達(dá)產(chǎn)物 有表達(dá)產(chǎn)物 無表達(dá)產(chǎn)物 ？ 如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？ ① 從細(xì)胞中分離出 DNA ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ② 限制酶截取DNA片斷 ③ 分離大腸桿菌中的質(zhì)粒 ④ DNA重組 ⑤ 用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌 ⑥ 培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因 轉(zhuǎn)基因生物與食物安全 ?反對(duì)實(shí)質(zhì)性等同。 ?擔(dān)心滯后效應(yīng)。 ?擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原。 ?擔(dān)心營(yíng)養(yǎng)成分改變。 ?把動(dòng)物蛋白轉(zhuǎn)入農(nóng)作物是否侵犯了素食者的權(quán)益？ ?實(shí)質(zhì)性等同是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物安全性評(píng)價(jià)的起點(diǎn)而非終點(diǎn)。 ?多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩栽u(píng)價(jià)，可以保證轉(zhuǎn)基因食物的安全。 ?科學(xué)家審慎的態(tài)度。 ?沒有轉(zhuǎn)基因食物影響人體健康的實(shí)例。 ?舉證排除法。 轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全 ?會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ?重組的微生物在降解某些化合物時(shí)所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可能造成二次污染。 ?重組 DNA與微生物雜交可能產(chǎn)生對(duì)人類有害的病原微生物。 ?轉(zhuǎn)基因植物的花粉中含有的毒蛋白通過食物鏈有可能進(jìn)入動(dòng)物或人體。 ?轉(zhuǎn)入的是自然界已有的基因，不會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ?可以減少農(nóng)藥用量。 ?抗除草劑農(nóng)作物使農(nóng)田管理更容易。 ?新聞報(bào)道不實(shí)，公眾的過分擔(dān)憂。 雜交育種 誘變育種 多倍體育種 單倍體育種 處理 原理 優(yōu) 點(diǎn) 缺點(diǎn) 雜交 輻射、射線 化學(xué)藥劑 秋水仙素 花藥離 體培養(yǎng) 基因重組 基因突變 染色體變異 可以集中兩 個(gè)親體的優(yōu) 良性狀 育種年限 縮短 ，改良 某些 性狀 果大，莖 稈粗 ，營(yíng)養(yǎng) 物豐富 年限短，易穩(wěn)定 時(shí)間長(zhǎng) 有利不多， 需大量處理 發(fā)育遲 結(jié)實(shí)低
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