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1、第一章 基因工程,第二节 基因工程的原理和技术,我们身边到底有哪些转基因食品？,黄金大米,彩色玉米,方形辣椒,关于转基因：崔永元 PK 方舟子,崔永元观点：反对转基因食品方舟子观点：支持转基因食品,基因工程的基本操作步骤,重点内容：获得目的基因。目的基因与载体连接，形成重组DNA分子。将重组DNA分子导入受体细胞。筛选含有目的基因的受体细胞。目的基因的表达和鉴定。,Step 1：获得目的基因,苏云金芽孢杆菌：Bt 毒蛋白基因,目的基因：人们感兴趣而需要的特定基因，也叫外源基因。,目的基因的序列已知,用化学方法人工合成目的基因。利用PCR技术扩增目的基因。逆转录法。,模板、原料、酶、能量,利用P
2、CR技术扩增,PCR扩增仪,由美国科学家Mullis于1985年首创。,模板的双链DNA解旋，形成单链DNA。,引物与单链DNA互补序列配对结合,Taq DNA聚合酶从引物起始，进行互补链的合成,多次循环，获得大量双链DNA分子,PCR：聚合酶链式反应,高温变性：95。低温退火：55。适温延伸：72。,目的基因的序列未知,方法：从基因文库中获取目的基因。,基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，与载体连接后，导入受体菌的群体中储存。,逆转录,基因组文库 VS cDNA文库,基因组文库,基因组文库：一种生物的全部基因（国家图书馆）。cDNA文库：一种生物的部分基因（市图书馆）。,Ste
3、p 2：目的基因与载体连接,形成重组DNA分子,用同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体质粒，产生相同的粘性末端。,质粒,目的基因,切口,用DNA连接酶将目的基因和载体连接在一起，形成重组DNA分子。,形成的重组DNA分子可能有多种情况,先切割后连接,目的基因-目的基因目的基因-质粒质粒-质粒,重组质粒,基因表达载体的构建,插入基因,抗生素抗性基因,标记基因的用途：筛选含有目的基因的受体细胞。,Step 3：将重组DNA导入受体细胞,导入(转化）,扩增,大肠杆菌,基因工程中常用的受体细胞有：大肠细菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,（1）将目的基因导入植物细胞,农杆菌转化法：农杆菌中的
4、Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞，并整合到其染色体的DNA上。,适用于双子叶植物和裸子植物,转BT抗虫棉,方法：将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA上表达。,基因枪法和花粉管通道法,适用于单子叶植物,适用于被子植物,（2）将目的基因导入动物细胞,显微注射技术,（3）将目的基因导入微生物细胞,感受态细胞法：用CaCl2处理大肠杆菌，增加细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入宿主细胞。,转化,繁殖,感受态细胞易于吸收外源DNA,Step 4：筛选含有目的基因的受体细胞,方法：利用标记基因（抗生素抗性基因）进行筛选。,Step 5：目的基
5、因的表达和鉴定,分子杂交技术,方法：DNA-DNA杂交，DNA-RNA杂交；抗原-抗体杂交。,个体生物学水平鉴定,抗虫或抗病的接种实验。,剪切拼接导入筛选表达,例题：如下图所示，两个核酸片段在适宜的条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则X酶是（ ） A. DNA连接酶 B. RNA聚合酶 C. DNA聚合酶 D. 限制酶,例题：基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）A. 人工合成目的基因 B. 目的基因与运载体结合C. 将目的基因导入受体细胞 D. 目的基因的检测和表达,基因工程的应用,一、基因工程与遗传育种,抗虫棉：将苏云金
6、芽孢杆菌的毒蛋白基因导入棉花细胞。,优点：定向改造生物的遗传性状，克服远缘杂交不亲和的生殖障碍。缺点：操作复杂，难度大，转基因生物和转基因食品存在安全性问题。,基因工程的优缺点,用基因工程培育成功的“超级细菌”能分解石油中的多种烃类化合物，还能吞食转化汞和镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,二、基因工程与环境保护,三、基因工程与疾病治疗,1978年科学家将合成的人胰岛素基因导入大肠杆菌，每1000 L培养液就能产生100 g胰岛素，使其价格降低了30%-50%。,1g 胰岛素/100kg 猪胰腺,例题：下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是 （ ）A. 用同种限制酶切割载体与目的基因可获得相同
7、的黏性末端B. 以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C. 检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功D. 用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接,例题：（2012浙江）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（ ） A. 提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB. 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC. 利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D. 将基因B直接导入大
8、肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞,例题：如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是（ ）A. 利用含有四环素的培养基可将含的细菌筛选出来B. 是农杆菌，通过步骤将目的基因导入植株C. 可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质D. 过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与,例题：（2015重庆）下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ）A. 表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B. 表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点C. 借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用,
