生物 第六章 从杂交育种到基因工程 新人教版必修1.ppt

从杂交育种到基因工程一、选择育种1、优点：有利生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培育优良品种2、缺点：周期长而且可选择的范围是有限的。二、杂交育种1、概念：2、原理：3、优点：4、不足：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。基因重组将同种生物不同个体上的优良性状集中在同一个体上，即“集优”。不能创造新基因，是原有基因的重新组合，从而不能产生新性状。育种进程缓慢，过程繁琐。只适用于有性生殖的生物。5、方法：杂交自交选优连续自交F1：杂种F2：所需类型纯合子具有不同优良性状的亲本注：杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在子二代出现该性状个体即可。纯种高杆抗锈病小麦（DDTT）与矮杆不抗锈病小麦（ddtt）培育矮杆抗锈病小麦（ddTT）P：DDTT ddtt F1：DdTt 自交F2：矮杆抗锈病（ddTt ddTT）连续自交 矮杆抗锈病（ddTT）6、举例：7、应用：8、杂交育种与杂种优势（1）在农业生产上，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法：如杂交水稻，矮杆抗锈病小麦。（2）在畜牧业中，用于家畜、家禽优良品种的选育。如奶牛。（1）杂种优势是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在适应能力上优于两个亲本的现象。（2）杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直到获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；注：生产上人们利用杂种优势，需要年年配种（杂种），但不再留种三、诱变育种1、概念：2、原理：3、优点：4、不足：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。基因突变提高突变率，在较短时间内获得更多的优良性状。产生新基因，从而大幅度改良某些性状变异范围广，动物、植物、微生物均适用。有利变异少，需大量处理材料 诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性 突变体难以集中多个理想的优良性状。5、方法：6、应用选择生物诱发突变选择理想类型培育诱变因素物理因素：化学因素：空间诱变：X射线、r射线、紫外线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯宇宙强辐射，微重力和高真空等，如太空椒（1）农作物育种：培育出的新品种，具有抗病力强、产量高、品质好等特点，如黑农五号大豆。（2）微生物育种：如青霉菌的培育。注：诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。提示提示此特点为缺点，不是优点。此特点为缺点，不是优点。遗遗传育种方式的比较传育种方式的比较核移植技核移植技术术 育育 种种依据依据原理原理常用常用方法方法杂交杂交自交自交选选优优自交自交（选纯种）（选纯种）杂交杂交所需杂交所需杂交品种品种物理诱变、物理诱变、化学诱变、化学诱变、作物空间作物空间技术育种技术育种花药离体培花药离体培养，再诱导养，再诱导染色体加倍染色体加倍用秋水仙素处用秋水仙素处理萌发的种子理萌发的种子或幼苗。注：或幼苗。注：低温、阻碍高低温、阻碍高尔基体正常发尔基体正常发挥功能均可诱挥功能均可诱导染色体加倍导染色体加倍转基因技术转基因技术将目的基因将目的基因导入生物体导入生物体内，培育新内，培育新品种品种将不同生物的原生质将不同生物的原生质体融合。体融合。同种生物细胞可融合同种生物细胞可融合为多倍体。为多倍体。将具有所需将具有所需性状的体细性状的体细胞核移植到胞核移植到去核卵细胞去核卵细胞中中特点特点得到纯合子，得到纯合子，自交后代性自交后代性状不分离状不分离优点优点可提高变可提高变异频率，异频率，加速育种加速育种进程或大进程或大幅度改良幅度改良某些性状某些性状可明显缩短可明显缩短育种年限育种年限；获得稳定遗获得稳定遗传的纯合子传的纯合子（性状稳定（性状稳定快）快）器官巨大，提器官巨大，提高产量和营养高产量和营养成分成分打破物种界打破物种界限，限，定向定向改改变生物性状；变生物性状；克服远缘杂克服远缘杂交不亲和的交不亲和的障碍。障碍。按照人们意愿改变细按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得胞内遗传物质或获得细胞产品。细胞产品。克服远缘克服远缘杂交不亲和障碍杂交不亲和障碍；大大大扩展了可用于杂交大扩展了可用于杂交的亲本组合范围的亲本组合范围。可改良动物可改良动物品种或保护品种或保护濒危物种濒危物种缺点缺点时间长，时间长，须及时发须及时发现优良品现优良品种种有利变异有利变异少，须大少，须大量处理实量处理实验材料验材料 技术难度高技术难度高技术要求高技术要求高基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组基因重组、基因重组、染色体变异染色体变异动物细胞核动物细胞核的全能性的全能性染色体组染色体组成倍增加成倍增加产生新的产生新的基因组合基因组合即即基因型基因型产生产生新新的基因的基因获得外源获得外源基因基因不同物种实现不同物种实现基因重组基因重组实现细胞核的实现细胞核的全能性表达全能性表达项目项目杂交杂交育种育种诱变诱变育种育种单倍体单倍体育育 种种多倍体多倍体育育 种种基因工基因工程育种程育种细胞融合细胞融合技术育种技术育种技术复杂且技术复杂且须与杂交育须与杂交育种配合种配合发育延迟，发育延迟，结实率低结实率低有可能引起有可能引起生态危机。生态危机。将不同个将不同个体的优良体的优良性状集中性状集中于一个生于一个生物个体上物个体上育育种种程程序序 单倍体育单倍体育种获得的种获得的矮秆抗锈矮秆抗锈病小麦病小麦三倍体无三倍体无子西瓜、子西瓜、八倍体小八倍体小黑麦黑麦产生人胰产生人胰岛素的大岛素的大肠杆菌、肠杆菌、抗虫棉抗虫棉甲甲品品种种乙乙品品种种F1F2人工选人工选择性状择性状稳定遗稳定遗传的新传的新品种品种甲甲品品种种乙乙品品种种目目的的基基因因运运 载载 体体+种子种子返地种植返地种植多种变多种变异种类异种类新品种新品种卫卫星星 搭搭 载载太太空空 旅旅 行行人人工工选选择择F1单倍体植株单倍体植株若干植株若干植株新品种新品种花花药药离离体体培培养养秋秋水水仙仙素素人人工工选选择择正常的幼苗正常的幼苗若干植株若干植株新品种新品种秋秋水水仙仙素素人人工工选选择择重组重组DNA受体细胞受体细胞转基因生物转基因生物体体细细胞胞核核去去 核核 卵卵细胞融合细胞融合技术育种技术育种细胞核细胞核移植技移植技术育种术育种基因工程基因工程育育 种种多倍体多倍体育育 种种单倍体单倍体育育 种种诱变诱变育种育种杂交杂交育种育种项项目目白菜白菜甘蓝甘蓝番茄番茄马铃马铃薯薯克隆羊、克隆羊、鲤鲫移核鲤鲫移核鱼鱼 青霉素青霉素 高产菌株高产菌株矮秆抗锈矮秆抗锈病小麦病小麦实实例例甲甲植植株株细细胞胞乙乙植植株株细细胞胞+原生质体原生质体 融融 合合杂种细胞杂种细胞组织培养组织培养杂种植株杂种植株重构卵重构卵分裂并胚分裂并胚胎胎 移移 植植新品种新品种4随着我国航天技术的日趋成熟，太空育种正在兴起，有两个优势：太空失重、真空状态，将很多在地球重力场中无法完成的育种实验变为容易实现的现实；太空高辐射环境为动、植物、微生物发生基因突变提供良好条件！2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。3根据不同育种需求选择不同的育种方法。(1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。(4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。(5)让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理，也可采用让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理，也可采用 细胞融合细胞融合的方法，且此方法能在两个不同物种之间进行。的方法，且此方法能在两个不同物种之间进行。(6)原核原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，一般采用的方法是一般采用的方法是诱变诱变育种。育种。AAaaBBbb育种方法综合运用图解育种方法综合运用图解杂交育种杂交育种 基因重组基因重组 F2 从从F2开始出现开始出现AAbb个体个体(或从或从F2开始出现性状分离开始出现性状分离)97 1 1 花药离体培养花药离体培养 能明显缩短育种年限能明显缩短育种年限 诱变育种诱变育种 过程过程产生的变异是定向的产生的变异是定向的(或基因工程或基因工程育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产生的变异是定向的生的变异是定向的)(1)由品种由品种AABB、aabb经过经过过程培育过程培育出新品种的育种方式称为出新品种的育种方式称为_，其原理，其原理是是_。用此育种方式一般从。用此育种方式一般从_才才能开始选育能开始选育AAbb个体，是因为个体，是因为_。(2)若经过过程若经过过程产生的子代总数为产生的子代总数为1 552株，株，则其中基因型为则其中基因型为AAbb的植株在理论上有的植株在理论上有_株。基因型为株。基因型为Aabb的植株经过过程的植株经过过程，子代，子代中中AAbb与与aabb的数量比是的数量比是_。(3)过程过程常采用常采用_技术得到技术得到Ab个体。与过程个体。与过程的育种方法相比，过程的育种方法相比，过程的优势是的优势是_。(4)过程过程的育种方式是的育种方式是_，与过程，与过程比较，过程比较，过程的明显优势是的明显优势是_。二、基因工程及其应用二、基因工程及其应用1.概念：概念：对概念的理解：对概念的理解：基因工程别名基因工程别名基因拼接技术、转基因技术或基因拼接技术、转基因技术或DNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体的体外生物体的体外操作对象操作对象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切、拼接、导入、表达剪切、拼接、导入、表达结果结果定向改造生物的遗传性状，获得人类需要的基因产物定向改造生物的遗传性状，获得人类需要的基因产物2、原理：、原理：基因重组基因重组基因工程又叫做基因工程又叫做基因拼接基因拼接技术或技术或DNA重组重组技术。通俗地技术。通俗地说，就是说，就是按照人们的意愿按照人们的意愿，把一种生物的某种，把一种生物的某种基因基因提取提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造定向地改造生物的遗传性状。生物的遗传性状。3.工具工具4.步骤步骤基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）提取目的基因提取目的基因基因的基因的“针线针线”DNA连接酶连接酶目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合基因的运输工具基因的运输工具运载体：常用的有质粒、噬菌体运载体：常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒，目的是将目的基因送入受体细胞。和动植物病毒，目的是将目的基因送入受体细胞。将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）1 1、分布：、分布：主要在微生物中。主要在微生物中。2 2、特点：、特点：特异性，特异性，即一种限制酶只能识别一即一种限制酶只能识别一即一种限制酶只能识别一即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割切割切割切割DNADNADNADNA分子。分子。分子。分子。3 3、举例举例：大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoREcoR）能识别）能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀（一）基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）4 4、结果：结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。产生黏性未端（碱基互补配对）。什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口，带有几个两条单链的切口，带有几个两条单链的切口，带有几个两条单链的切口，带有几个伸出的伸出的伸出的伸出的核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸，他们之间正好，他们之间正好，他们之间正好，他们之间正好互补配对互补配对互补配对互补配对，这样的切口叫，这样的切口叫，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端。5、作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能、作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的将外来的DNA切断，对自己的切断，对自己的DNA无损害。无损害。限制酶不剪切细菌本身的限制酶不剪切细菌本身的DNA的原因：的原因：a.DNA分子中不具备相应的识别切割序列。分子中不具备相应的识别切割序列。b.在甲基化酶的作用下，将甲基转移到相应序列的碱基上。在甲基化酶的作用下，将甲基转移到相应序列的碱基上。故而这是微生物长期进化形成的一套完善防御机制。（二）（二）（二）（二）基因的针线基因的针线基因的针线基因的针线DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端可把黏性末端可把黏性末端之间的缝隙之间的缝隙之间的缝隙之间的缝隙“缝合缝合缝合缝合”起来，即连接起来，即连接起来，即连接起来，即连接脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接而成的交替连接而成的交替连接而成的交替连接而成的DNADNADNADNA骨架上的缺口骨架上的缺口骨架上的缺口骨架上的缺口磷酸二酯键，磷酸二酯键，磷酸二酯键，磷酸二酯键，DNADNADNADNA连接酶作用处连接酶作用处连接酶作用处连接酶作用处(1)催化对象：两个具有相同黏性末端的催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。片段。(2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。(3)催化结果：形成重组催化结果：形成重组DNA。注：注：DNA连接酶连接的部位：连接酶连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手）磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。，不是氢键（梯子的踏板）。（三）基因的运输工具（三）基因的运输工具运载体运载体 4 4、质粒：质粒：3、种类：种类：质粒质粒、噬菌体和动植物病毒。、噬菌体和动植物病毒。是基因工程最常用的运载体，是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制自主复制的的很小很小的的环状环状DNA分子，分子，大小只有普通细菌拟大小只有普通细菌拟核核DNA的百分之一。的百分之一。1、作用2、条件（充当（充当运输工具运输工具）（目的基因单独不目的基因单独不能复制能复制）比一比：(1)DNA连接酶和DNA聚合酶有何不同？(2)运载体和细胞膜上的载体相同吗？答案：(1)DNA连接酶是修复愈合DNA片段间单链上的缺口，使之形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是DNA分子复制时，按模板链的要求，逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链。(2)不同。运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。位于细胞膜上的载体是蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。基因操作的基本步骤提取目的基因123将目的基因导入受体细胞4目的基因的检测与表达目的基因与运载体结合（一）提取目的基因（一）提取目的基因（一）提取目的基因（一）提取目的基因1 1 1 1、目、目、目、目的的的的基因：是基因：是基因：是基因：是人们所人们所人们所人们所需要转移需要转移需要转移需要转移或或或或改造改造改造改造的基因。的基因。的基因。的基因。如苏云金芽孢杆菌的如苏云金芽孢杆菌的如苏云金芽孢杆菌的如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因抗虫基因抗虫基因抗虫基因，还有植物的，还有植物的，还有植物的，还有植物的抗病抗病抗病抗病（抗病（抗病（抗病（抗病毒、抗细菌）毒、抗细菌）毒、抗细菌）毒、抗细菌）基因基因基因基因、种子、种子、种子、种子贮藏蛋白的基因贮藏蛋白的基因贮藏蛋白的基因贮藏蛋白的基因，以及人的，以及人的，以及人的，以及人的胰胰胰胰岛素基因岛素基因岛素基因岛素基因、干扰素基因干扰素基因干扰素基因干扰素基因等。等。等。等。2.取得途径取得途径直直接分离（从供体细胞）接分离（从供体细胞）人人工合成（化学合成）工合成（化学合成）反转录法根据蛋白质中氨基酸的序列推测出核苷酸序列，通过化学方法人工合成DNA（二）目的基因与运载体结合（二）目的基因与运载体结合（二）目的基因与运载体结合（二）目的基因与运载体结合1 1）用一定的）用一定的限制酶切割质粒限制酶切割质粒，使其出现，使其出现一个切口一个切口，露出，露出黏黏性末端性末端。2 2）用）用同一种限制酶切断目的基因同一种限制酶切断目的基因，使其产生，使其产生相同相同的的黏性末黏性末端端。3 3）将切下的目的基因片段）将切下的目的基因片段插入质粒插入质粒的切口处，再加入适量的切口处，再加入适量DNADNA连接酶连接酶，形成了一个，形成了一个重组重组DNADNA分子分子（重组质粒）（重组质粒）注：目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来注：目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来注：目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来注：目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的源的源的源的基因重组的过程基因重组的过程基因重组的过程基因重组的过程。常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。等。等。等。将目的基因导入受体细胞原理将目的基因导入受体细胞原理将目的基因导入受体细胞原理将目的基因导入受体细胞原理借鉴借鉴借鉴借鉴细菌或病毒侵染细胞细菌或病毒侵染细胞细菌或病毒侵染细胞细菌或病毒侵染细胞的途径。的途径。的途径。的途径。（三）将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入受体细胞（四）（四）（四）（四）目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达受体细胞摄入受体细胞摄入受体细胞摄入受体细胞摄入DNADNADNADNA分子后分子后分子后分子后,目的基因不一定完成了表达。目的基因不一定完成了表达。目的基因不一定完成了表达。目的基因不一定完成了表达。受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。了表达。了表达。了表达。若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。检测检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，判：根据受体细胞中是否具有标记基因，判 断目的断目的基因导入与否基因导入与否鉴定鉴定：受体细胞是否表现目的基因控制的性状，如棉：受体细胞是否表现目的基因控制的性状，如棉花抗虫性状的表现。花抗虫性状的表现。1 1、分子水平的检测：分子杂交技术、分子水平的检测：分子杂交技术第二步：第二步：检测目的基因是否转录出检测目的基因是否转录出mRNAmRNA第三步：第三步：检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质2 2、个体水平的鉴定、个体水平的鉴定方法：抗原抗体杂交方法：抗原抗体杂交第一步：第一步：检测目的基因是否插入受体细胞染色体检测目的基因是否插入受体细胞染色体DNA上上方法：DNA分子杂交技术。分子杂交技术。（转基因生物的（转基因生物的DNA与目的基因的与目的基因的DNA片段）片段）方法：分子杂交技术。分子杂交技术。（转基因生物的（转基因生物的mRNA与目的基因的与目的基因的DNA片段）片段）一个抗虫或抗病的目的基因导入细胞后，是否赋予了植物抗虫或一个抗虫或抗病的目的基因导入细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病的特性，需要做抗虫或抗病的抗病的特性，需要做抗虫或抗病的接种接种实验，以确定是否有实验，以确定是否有抗性及抗性及抗性程度抗性程度。（四）（四）（四）（四）目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达提醒微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的基因产物多的特点。动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。二、基因工程的应用二、基因工程的应用1 1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种、高产高产、稳产稳产和具和具优良品质优良品质的品种的品种、培育、培育抗逆性抗逆性品种品种（1 1）基因工程在农业上的应用：）基因工程在农业上的应用：转入向日葵基因的转入向日葵基因的大豆大豆用基因工程的用基因工程的方法可以改善方法可以改善粮食作物的蛋粮食作物的蛋白质含量。如白质含量。如“向日葵豆向日葵豆”植株。植株。将细菌的抗虫、抗病毒、将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。性。如转基因抗虫棉。抗虫的基因来自苏云抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋科学家将编码这个蛋白质的基因导人作物，白质的基因导人作物，使作物自身具有抵御使作物自身具有抵御虫害的能力。虫害的能力。转鱼抗寒基因的转鱼抗寒基因的番茄番茄转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒二、基因工程的应用二、基因工程的应用1 1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种、高产高产、稳产稳产和具和具优良品质优良品质的品种的品种、培育、培育抗逆性抗逆性品种品种（1 1）基因工程在农业上的应用：）基因工程在农业上的应用：、繁殖具有、繁殖具有、繁殖具有、繁殖具有抗病能力抗病能力抗病能力抗病能力、高产仔率高产仔率高产仔率高产仔率、高产奶率高产奶率高产奶率高产奶率和和和和高质量的高质量的高质量的高质量的皮毛皮毛皮毛皮毛等优良品质的等优良品质的等优良品质的等优良品质的转基因动物转基因动物转基因动物转基因动物。（2 2 2 2）基因工程在畜牧养殖业上的应用）基因工程在畜牧养殖业上的应用）基因工程在畜牧养殖业上的应用）基因工程在畜牧养殖业上的应用、利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这、利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这、利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这、利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这些动物的些动物的些动物的些动物的乳腺细胞乳腺细胞乳腺细胞乳腺细胞中获得人类所需要的各种物质，如激素、中获得人类所需要的各种物质，如激素、中获得人类所需要的各种物质，如激素、中获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。抗体及酶类等。抗体及酶类等。抗体及酶类等。注：抗虫基因作物的使用优点：教材注：抗虫基因作物的使用优点：教材104页页将人的将人的将人的将人的生长激素基因生长激素基因生长激素基因生长激素基因和牛的生和牛的生和牛的生和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受长激素基因分别注射到小白鼠受长激素基因分别注射到小白鼠受长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的精卵中，得到的精卵中，得到的精卵中，得到的“超级小鼠超级小鼠超级小鼠超级小鼠”。超级羊超级羊超级羊超级羊生长快、肉质好的转基因鲤鱼生长快、肉质好的转基因鲤鱼生长快、肉质好的转基因鲤鱼生长快、肉质好的转基因鲤鱼(中国中国中国中国)乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转基因牛基因牛基因牛基因牛(阿根廷阿根廷阿根廷阿根廷)导入人导入人导入人导入人基因具基因具基因具基因具特殊用特殊用特殊用特殊用途的猪途的猪途的猪途的猪 背上长人耳的老鼠背上长人耳的老鼠背上长人耳的老鼠背上长人耳的老鼠 2 2、基因工程与药物研制、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。受材料来源许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。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。低生产成本。注：用基因工程的方法能够高效率的生产出各种高质量、低成本的药品。胰岛素是治疗糖尿病的特效药，胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，的胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提胰腺只能提取取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的人的胰岛素基因将合成的人的胰岛素基因导入大肠杆菌，每导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛胰岛素！大规模工业化生产不素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其的药品产量问题，还使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从人血过去从人血中提取，中提取，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！其其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。人造血液、白细胞人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。平发挥了重大的作用。人造血液及其生产人造血液及其生产疫苗：疫苗：乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾基因工程药品：基因工程药品：胰岛素、干扰素、白细胞介素、胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护（1 1）环境监测：）环境监测：检测环境中的病毒、细菌等污染。检测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t1t1t水中有水中有水中有水中有10101010个病毒也能被检测出来个病毒也能被检测出来个病毒也能被检测出来个病毒也能被检测出来快速快速灵敏灵敏、基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解多种污能吞食和分解多种污染环境的物质。染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。（2 2 2 2）环境污染治理）环境污染治理）环境污染治理）环境污染治理 、通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的杀虫剂杀虫剂杀虫剂杀虫剂，取代生产过程中耗能，取代生产过程中耗能，取代生产过程中耗能，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和回收和回收和回收和利用工业废物利用工业废物利用工业废物利用工业废物。、用基因工程培养出用基因工程培养出用基因工程培养出用基因工程培养出“吞噬吞噬吞噬吞噬”汞和降解土壤汞和降解土壤汞和降解土壤汞和降解土壤中中中中DDTDDTDDTDDT的的的的细细细细菌菌菌菌，以及能够，以及能够，以及能够，以及能够净化镉污染净化镉污染净化镉污染净化镉污染的的的的植物植物植物植物。科学是把双刃剑，关键是如何使用三、基因工程与食品安全