從雜交育種到基因工程(編輯修改稿)
2024-10-08 20:37 本頁面
【文章內容簡介】 儒癥 的 唯一方法 ，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。治療一名侏儒癥患者每年需要從 80具尸體的腦下垂體 中提取生長激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的 生長激素基因導入大腸桿菌 中，使其生產生長激素。人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于 6萬具尸體的全部產量。 ? 基因工程藥品 ——生長激素 干擾素是 病毒侵入細胞后產生 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)的干擾素生產方法是從人血液中的白細胞內提取 ，每 300L血液只能提取出 1mg干擾素。 1980~1982年，科學家用基因工程方法在 大腸桿菌及酵母菌細胞內獲得了干擾素 ，是傳統(tǒng)的生產量的 12萬倍。 1987年上述干擾素大量投放市場。 ? 基因工程藥品 —— 干擾素 基因的 指 “ 限制性核酸內切酶 ” 一種限制酶 只能識別 一種特定的核苷酸序列 ,并在 特定切點 切割 特點 : “ ” 這個特點說明了： 酶具有專一性 工具 限制性內切酶 （ ECORⅠ ） 作用過程 點擊播放 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 ” 。 其作用與限制性內切酶相反，作用點相同 工具 DNA連接酶的作用過程 點擊播放 基因工程的 目的基因 A、 常用 的運載體： 質粒、噬菌體和動、植物病毒等 工具 標記基因，便于進行檢測。 其中質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中 ,是擬核或細胞核外能夠自主復制的很小的 環(huán)狀 DNA分子 . B、它們的共同特點是： 都有侵染或進入宿主細胞的能力 ? 培育轉基因大腸桿菌的關鍵步驟： 胰島素基因從人體細胞內提取出來 胰島素基因與運載體 DNA連接 胰島素基因導入受體(大腸桿菌 )細胞 基因的“剪刀” 基因的“針線” 基因的運載體 第一步： 基因工程 基本步驟： 第二步： 獲取目的基因 目的基因與運載體結合 第三步： 將目的基因導入受體細胞 第四步 : 目的基因的檢測與鑒定 獲取目的基因 用與提取目的基因相同的限制酶切割質粒使之出現(xiàn)一個切口，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配對后，在 DNA連接酶的作用下連接形成重組 DNA分子。 目的基因與運載體結合 將目的基因導入受體細胞 導入 擴增 常用的受體細胞： 菌類 和 動植物細胞 目的基因的表達和檢測 大量的受體細胞接受不多的目的基因。處理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。 將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達產物。淘汰無表達產物的菌落，保留有表達產物的進一步培養(yǎng)、研究。 無表達產物 無表達產物 有表達產物 無表達產物 ？ 如何讓大腸桿菌生產人胰島素？ ① 從細胞中分離出 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粒 ④ DNA重組 ⑤ 用重組質粒轉化大腸桿菌 ⑥ 培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因 轉基因生物與食物安全 ?反對實質性等同。 ?擔心滯后效應。 ?擔心出現(xiàn)新的過敏原。 ?擔心營養(yǎng)成分改變。 ?把動物蛋白轉入農作物是否侵犯了素食者的權益？ ?實質性等同是轉基因農作物安全性評價的起點而非終點。 ?多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)陌踩栽u價，可以保證轉基因食物的安全。 ?科學家審慎的態(tài)度。 ?沒有轉基因食物影響人體健康的實例。 ?舉證排除法。 轉基因生物與環(huán)境安全 ?會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ?重組的微生物在降解某些化合物時所產生的中間產物，可能造成二次污染。 ?重組 DNA與微生物雜交可能產生對人類有害的病原微生物。 ?轉基因植物的花粉中含有的毒蛋白通過食物鏈有可能進入動物或人體。 ?轉入的是自然界已有的基因，不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ?可以減少農藥用量。 ?抗除草劑農作物使農田管理更容易。 ?新聞報道不實，公眾的過分擔憂。 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 缺點 雜交 輻射、射線 化學藥劑 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 ，營養(yǎng) 物豐富 年限短，易穩(wěn)定 時間長 有利不多， 需大量處理 發(fā)育遲 結實低
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