课时37基因工程与转基因的安全性和生物武器一、基因工程P2091.概念：按照人类的愿望，利用体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造符合人类需要的生物类型和生物产品。2.原理：3.操作工具（1）限制性核酸内切酶来源：从原核生物中分离特点：识别特定脱氧核苷酸序列，切割特定位点结果：产生两个黏性末端或平末端（2）DNA连接酶类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键（注意与DNA聚合酶对比，P209拓展）（3）基因进入受体细胞的载体类型：常用载体——质粒，其他载体——λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等功能：将目的基因导入受体细胞。具备条件：a．稳定存在并自主复制；b.多个限制酶切位点；c.有标记基因。大肠杆菌质粒3.操作步骤流程图解（1）目的基因的获取基因文库：将某种生物不同基因的DNA片段，导入受体菌群体，各个受体菌含有不同的基因。分为基因组文库、部分基因文库。构建基因文库过程：基因组文库：提取细胞内全部DNA→限制酶切割→DNA片段→与载体连接→不同片段导入不同受体菌→基因组文库cDNA文库：某个发育时期的所有mRNA→反转录得到cDNA→与载体连接→不同片段导入不同受体菌→cDNA文库PCR扩增技术与DNA合成PCR扩增：DNA合成仪：合成核苷酸序列已知的较小基因。PCR技术DNA复制碱基互补配对模板、ATP、酶、原料、引物DNA引物RNA引物高温变性解旋解旋酶催化Taq酶DNA聚合酶DNA片段完整DNA（2）基因表达载体的构建组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。构建步骤（下图）（3）将目的基因导入受体细胞P210类型方法受体过程植物细胞农杆菌转化法体细胞目的基因插入T-DNA→转入农杆→→菌感染植物细胞整合到受体细胞核DNA动物细胞显微注射技术受精卵→表达载体提纯取受精卵→显微→→注射早期胚胎培养胚胎移植→新性状的动物微生物细胞Ca2+处理原核细胞或酵母菌Ca2+→→处理细胞感受态细胞表→达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收（4）目的基因的检测和鉴定例题：P211对位2二、蛋白质工程原理：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系手段：通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质实质：改造控制该蛋白质合成的基因与基因工程的区别：需要对相关基因进行改造，生产自然界没有的蛋白质。过程：P212对位4胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：三、转基因生物的安全性及生物武器1．转基因生物的安全性⑴转基因生物与食物安全⑵转基因生物与生物安全——“基因污染”⑶转基因生物与环境安全——对生态系统稳定性的影响2．基因工程的应用⑴抗虫棉的培育——P211⑵动物反应器①外源基因：药用蛋白基因。②表达条件：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因(膀胱内表达的某种基因)＋启动子。③方法：显微注射法。⑶基因检测和基因治疗的比较——P2113．生物武器⑴种类——P211⑵特点：①传染性强；②污染面广，危害时间长；③难以防治；④具有一定的潜伏期；⑤受自然条件影响大。⑶传播途径：①经食物和水传播；②空气传播；③接触传播；④虫媒传播；⑤病原体直接传播。（1）同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。（2）载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。（3）启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)（4）微生物作为受体细胞的主要原因是：个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，单位时间获得的目的基因产物多。（5）DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。（6）动物基因工程常用受精卵做受体细胞，确保被改造个体所有细胞都含有目的基因。
