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第二章 现代生物技术
第一节 基因工程
重大突破!我国首例基因编辑治疗重度地中海贫血患者治愈出院
1.说出基因工程的原理,并说明“工程菌”的培育过程。
2.举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。
3.分析转基因生物的安全性。
各种生物的DNA在组成方式上是相同的,基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的,一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
基因工程的原理
【探究主题 一】
按照预先设计好的蓝图,把一种生物的基因分离
出来,在体外巧妙地进行_________,然后转入另一种
生物的体内,从而改造其某些_________,最终获得我
们所需要的新品种。
基因工程的原理
【探究主题 一】
拼接组装
遗传性状
切开大肠杆菌的环状DNA
将人体生长激素基因连接到大肠杆菌的环状DNA上
将新的环状DNA移入大肠杆菌体内
挑选出可以生产生长激素的大肠杆菌
大量培养
“工程菌”的培育过程示意图
提取出人的生长激素
1.人的生长激素基因在细菌体内得到了成功表达,这说明了什么问题?
基因控制生物的性状;人和细菌的遗传密码是通用的。
2.利用“工程菌”生产人的生长激素,有哪些好处?
细菌繁殖快,可以在短时间内生产大量生长激素,且成本低。
苹果
香蕉
有苹果色的香蕉
香蕉的心愿:想穿上与苹果颜色相同的外衣,你能帮助它实现这个愿望吗?
生长激素具有促进人体生长的作用,在临床上可以用来治疗侏儒症。科学家把人的生长激素基因导入细菌,从而形成了能够生产人的生长激素的“工程菌”。
“工程菌”的培育过程
【观察与思考】
1.利用转基因技术,人们可以定向改良动植物品种。
2.转基因技术可以提高作物的抗病虫害能力。
3.应用基因工程,可以生产某些药物。
基因工程的应用
【探究主题 二】
将细菌的抗虫基因转移到棉花的体内,棉花产生杀虫蛋白质,专门破坏棉铃虫等害虫的消化系统,致其死亡。
定向改良动植物品种
转基因鲤鱼(左) 普通鲤鱼(右)
提高动物的生长速度
将草鱼的生长激素基因转移到鲤鱼的体内,培育出的转基因鲤鱼的生长速度比普通鲤鱼快140%以上。
用于改变作物的营养成分
将豆科植物的蛋白基因转移到马铃薯细胞中,培育出了富含蛋白质的马铃薯。
基因工程与药物研制
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源的限制,其产量有限,价格往往十分昂贵。
微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。
基因工程作为改造生物的方法,具有明显的优点。它彻底打破了物种间的遗传壁垒,使本来风马牛不相及的生物之间也能进行基因交流,创造了许多生命奇迹,但基因工程在为我们展示美好前景的同时,也引起了人们的疑虑和不安。
转基因生物的安全性
【探究主题 三】
食用转基因食品会不会对人体健康造成隐性伤害?
重组基因会不会产生新的致病菌?
转基因生物进入环境会不会影响生态系统稳定?
造福社会
危害人类
食用转基因食品安全吗?
安全:
(1)因为所转入的基因都是功能已知的基因。
(2)转基因食品被食用多年,尚未发现严重危害人体健康的例子。
不安全:
(1)将不同生物之间的基因进行重组,会不会产生新的变异,导致人体患病。
(2)某些转基因食品中的蛋白质能够使某些人产生过敏反应。
(3)目前未发现转基因食品对人体健康的危害是可能因为时间较短。
基因工程
原理:基因控制性状的表达
应用
转基因生物的安全性
1.科学家利用转基因技术,使大肠杆菌产生大量的胰
岛素,拯救了大批糖尿病患者,这主要是因为( )
A.大肠杆菌繁殖快
B.大肠杆菌生产成本低
C.大肠杆菌容易寻找
D.大肠杆菌易受人控制
A
2.我国科学家培育出了“青虫不吃的青菜”。培
育这种青菜用到的生物技术是( )
A.克隆技术 B.组织培养技术
C.发酵技术 D.转基因技术
D
爱护环境,保护地球,让我们举起双手共同撑起一片蔚蓝的天空。