1、 基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术讨论讨论:怎样能够在大肠杆菌中产生怎样能够在大肠杆菌中产生人的胰岛素人的胰岛素?基因工程的基本原理基因工程的基本原理:让人们感兴趣让人们感兴趣 的基因在宿主细胞中稳定和高效表的基因在宿主细胞中稳定和高效表达达.目的基因的获得n人工合成人工合成n利用利用PCRPCR技术扩增技术扩增n从基因文库获得从基因文库获得n基因文库基因文库已知序列已知序列未知序列未知序列1）人工合成）人工合成n已知其序列已知其序列n已知其已知其mRNA 的序列的序列n已知其翻译产物的氨基酸序列已知其翻译产物的氨基酸序列2）聚合酶链式反应）聚合酶链式反应即即PCR技术技术基因文库基因
2、文库:将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片段片段,导入导入受体菌的群体中储存受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因的不同的基因,称为基因文库称为基因文库(gene library)(gene library)基因组文库基因组文库:基因文库中包含了一种生物所有的基因基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基这种基因文库叫做基因组文库因文库叫做基因组文库.部分基因文库部分基因文库:基因文库中包含了一种生物的一部分基因基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基这种基因文库叫做部分基因文库因文库叫做部分基因文库.用用DN
3、A重组技术将某种生物的总重组技术将某种生物的总DNA用特定的限制性内切酶切割成一个用特定的限制性内切酶切割成一个个片段，然后将这些片段随机地连接在个片段，然后将这些片段随机地连接在某些质粒或其他载体上，再将它们转移某些质粒或其他载体上，再将它们转移到适当的宿主细胞中，通过细胞的增殖到适当的宿主细胞中，通过细胞的增殖而构成各个片段的无性繁殖系（克隆），而构成各个片段的无性繁殖系（克隆），当这些克隆多到可以包括某种生物的全当这些克隆多到可以包括某种生物的全部基因时，这一批克隆的总体就称为该部基因时，这一批克隆的总体就称为该种生物的基因文库。种生物的基因文库。这一定义也适用于线粒体这一定义也适用于线
4、粒体DNA和叶绿体和叶绿体DNA，分别称为某种生物的线粒体基因文库，分别称为某种生物的线粒体基因文库或叶绿体基因文库。为了有效地保存基因文或叶绿体基因文库。为了有效地保存基因文库，可通过细菌在固体培养基上繁殖而使包库，可通过细菌在固体培养基上繁殖而使包含各个特定含各个特定DNA片段的细菌增多。通过分子片段的细菌增多。通过分子杂交的方法，可以筛选出包含有所需基因的杂交的方法，可以筛选出包含有所需基因的DNA片段的细菌（或噬菌体）。经过扩增得片段的细菌（或噬菌体）。经过扩增得到大量这样的细菌（或噬菌体），从中便可到大量这样的细菌（或噬菌体），从中便可分离出所需基因的分离出所需基因的DNA片段。建立
5、和使用基片段。建立和使用基因文库是分离高等真核生物基因的有效手段，因文库是分离高等真核生物基因的有效手段，对于基因定位和基因工程的研究都很有用。对于基因定位和基因工程的研究都很有用。直接导入法有电击、显微注射、直接吸收、基因枪等直接导入法有电击、显微注射、直接吸收、基因枪等方法。方法。（1 1）电击法：借助电击仪高压脉冲把目的基因打入宿主细胞。）电击法：借助电击仪高压脉冲把目的基因打入宿主细胞。（2 2）显微注射法：利用微量注射器在显微镜下直接把目的基因注）显微注射法：利用微量注射器在显微镜下直接把目的基因注入宿主细胞。入宿主细胞。（3 3）直接吸收法：把目的基因和宿主细胞混在一起，让其吸收。
6、）直接吸收法：把目的基因和宿主细胞混在一起，让其吸收。（4 4）基因枪法：在金属微粒上涂一层目的基因，然后发射到宿主）基因枪法：在金属微粒上涂一层目的基因，然后发射到宿主细胞中。细胞中。间接导入法常用的载体是质粒、间接导入法常用的载体是质粒、噬菌体、科斯质粒。噬菌体、科斯质粒。（1 1）质粒是细菌染色体）质粒是细菌染色体DNADNA以外的环状双链以外的环状双链DNADNA分子，它能自分子，它能自我复制，也可整合到细胞染色体我复制，也可整合到细胞染色体DNADNA中与其一起表达。质粒通常中与其一起表达。质粒通常还含有标记基因，这可以从细胞的表型特征来识别。还含有标记基因，这可以从细胞的表型特征来
7、识别。（2 2）噬菌体是一种细菌病毒，其环状双链噬菌体是一种细菌病毒，其环状双链DNADNA可以作为目的基可以作为目的基因的载体。因的载体。（3 3）科斯质粒是一种杂种质粒，含有质粒和）科斯质粒是一种杂种质粒，含有质粒和 噬菌体的部分顺序，噬菌体的部分顺序，很适合用作真核生物基因的载体。很适合用作真核生物基因的载体。用棉铃饲喂棉铃虫，用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因则说明摄入了抗虫基因并得到表达。并得到表达。想通过基因工程得到
8、抗虫棉，想通过基因工程得到抗虫棉，怎样证明抗虫基因已经在棉怎样证明抗虫基因已经在棉花细胞中表达了？花细胞中表达了？1为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理。这项技术的遗传学原理是是A基因重组基因重组 B基因突变基因突变 C基因复制基因复制 D基因分离基因分离巩固练习巩固练习2利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测否成功，最好检测A是否有抗生素产生
9、是否有抗生素产生 B是否有目的基因表达是否有目的基因表达C是否有抗虫的性状出现是否有抗虫的性状出现 D是否能分离到目的基因是否能分离到目的基因 巩固练习巩固练习3水母发光蛋白由水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中天冬氨个氨基酸构成，其中天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是术中，这种蛋白质的作用是A促使目的基因导入受体细胞促使目的基因导入受体细胞 B促使目的基因在受体细胞内复制促使目的基因在受体细胞内复制C使目的基因容易被检测出来使目
10、的基因容易被检测出来 D使目的基因容易成功表达使目的基因容易成功表达巩固练习巩固练习4 4根据根据mRNAmRNA的信息推出获取目的基因的方法是（）的信息推出获取目的基因的方法是（）A A、用用DNADNA探针测出目的基因探针测出目的基因B B、用用mRNAmRNA探针测出目的基因探针测出目的基因C C、用用mRNAmRNA反转录形成目的基因反转录形成目的基因D D、用用PCRPCR技术扩增技术扩增mRNAmRNA巩固练习巩固练习5 PCR5 PCR技术扩增技术扩增DNA,DNA,需要的条件是需要的条件是()()目的基因引物四种脱氧核苷酸目的基因引物四种脱氧核苷酸DNADNA聚合酶聚合酶等等m
11、RNAmRNA核糖体核糖体A A、B B、C C、D D、巩固练习巩固练习6 6 获取目的基因的方法有多种，下列不属于目的获取目的基因的方法有多种，下列不属于目的基因获取方法的是（）基因获取方法的是（）A A、从基因组文库中获取从基因组文库中获取B B、从从cDNAcDNA文库中获取文库中获取 C C、从含目的基因生物细胞中获取从含目的基因生物细胞中获取D D、利用利用PCRPCR技术获取技术获取巩固练习巩固练习7 7 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（是（）A A、我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水
12、稻。水稻。B B、我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转移到我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转移到棉花体内，培育出抗虫棉。棉花体内，培育出抗虫棉。C C、我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒。太空椒。D D、我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆牛。牛。巩固练习巩固练习8 8 有关基因工程的叙述正确的是有关基因工程的叙述正确的是（）A A、限制性内切酶只在获得目的基限制性内切酶只在获得目的基因时才使用因时才使用B B、DNA DNA连接酶可以切断磷酸二酯键连接酶可以切断磷酸二酯键C C、质粒都可以做载体质粒都可以做
13、载体基因工程都能定向改变生物的性状基因工程都能定向改变生物的性状 巩固练习巩固练习9 科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的来亨鸡胚胎细胞的DNADNA中中,发育后的雌鸡就能产出含发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白量的药物蛋白;而且这些验收孵出的鸡而且这些验收孵出的鸡,仍能产出含仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋该药物蛋白的鸡蛋.据此分析据此分析()()A.A.这些鸡是转基因工程的产物这些鸡是转基因工程的产物 B.B.这种变异属于可遗传的变异这种变异属于可遗传的变异C.C.该过程运用了胚胎移植技术该过程运用了胚胎移植技术 D.D.该种变异属于定向变异该种变异属于定向变异巩固练习巩固练习10 10 下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：过程图，据图回答：（1 1）过程需要）过程需要_酶的参与。（酶的参与。（2 2）物）物质是从大肠杆菌分离出的质是从大肠杆菌分离出的_。其化学本。其化学本质是质是_，它必须能在宿主细胞中，它必须能在宿主细胞中_。(3)(3)过程表明目的基因过程表明目的基因_
