基因工程及其应用

1、第第2 2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用一、基因工程的原理一、基因工程的原理二、基因工程的应用二、基因工程的应用三、转基因生物及食品的安全性三、转基因生物及食品的安全性1.能说基因工程的主要步骤。能说基因工程的主要步骤。2.能说出基因工程应用的优势、应用方能说出基因工程应用的优势、应用方面和现状。面和现状。3.了解转基因生物和食品的安全性。了解转基因生物和食品的安全性。 1. 通过动手实践通过动手实践, ,了解基因工程的主了解基因工程的主要步骤。要步骤。2. 通过学习通过学习, ,能够了解基因工程应用能够了解基因工程应用现状现状, ,并预测发展。并预测发展。3. 通过讨论通过讨论, ,

2、对转基因生物和食品持对转基因生物和食品持理性态度。理性态度。1.了解基因工程，认识基因工程技术的了解基因工程，认识基因工程技术的优势，同时理性对待基因工程技术及产物。优势，同时理性对待基因工程技术及产物。2.培养科学、严谨、为人类谋福利的主培养科学、严谨、为人类谋福利的主体科学思想。体科学思想。 1.基因工程的主要步骤。基因工程的主要步骤。2.基因工程的应用。基因工程的应用。3.转基因生物和食品的安全性。转基因生物和食品的安全性。 基因工程经历的四个步骤。基因工程经历的四个步骤。 一一.基因工程的原理基因工程的原理 基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNADNA重组重组技

3、术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种种生物的某种基因提取基因提取出来，加以修饰出来，加以修饰改造改造，然后放到然后放到另一种另一种生物的细胞里，生物的细胞里，定向定向地改造生地改造生物的物的遗传性状遗传性状。1.1.基因的基因的“剪刀剪刀 ” （一）基因操作的工具（一）基因操作的工具 指的是指的是限制性内切酶限制性内切酶。是在生物体是在生物体( (主要是主要是微微生物生物) )内的一种酶，能将外来的内的一种酶，能将外来的DNADNA切断切断，由于这，由于这种切割作用是在种切割作用是在DNADNA分子内部进行的，故名限制性分子内部进行的，故名

4、限制性内切酶。内切酶。 特点：专一性。特点：专一性。 即即一种一种限制酶限制酶只能识别一种只能识别一种特定的特定的核苷酸序核苷酸序列列，并且能在，并且能在特定的切点特定的切点上切割上切割DNADNA分子。分子。实例实例 如下图所示，大肠杆菌中的内切酶如下图所示，大肠杆菌中的内切酶a a可可以准确的在以准确的在G G和和A A之间将基因片段切开。之间将基因片段切开。a重播重播DNADNA被限制酶切断后，两条单链的切口各有几被限制酶切断后，两条单链的切口各有几个伸出的核苷酸，它们正好互补配对，这样的切个伸出的核苷酸，它们正好互补配对，这样的切口称口称“黏性末端黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个。

5、被同一种限制酶切断的几个DNADNA具有相同的黏性末端，能够通过碱基互补配对具有相同的黏性末端，能够通过碱基互补配对原则进行配对。原则进行配对。2.DNA2.DNA连接酶连接酶在基因工程中起到在基因工程中起到“针线针线”的作用，可以将的作用，可以将DNADNA片断的粘性末端之间的缝隙片断的粘性末端之间的缝隙“缝合缝合”起来，使起来，使之重新组合为完整的之重新组合为完整的DNADNA分子。分子。连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用3.3.基因的运载工具基因的运载工具- -运载体运载体作为运载体的条件：作为运载体的条件：(1)(1)有某种限制酶的一个切点有某种限制酶的一个切点, , 最好是有许最好是有

6、许多种限制酶的切点多种限制酶的切点, , 而且每种酶的切点只有一而且每种酶的切点只有一个个; ; (2)(2)外源外源DNADNA插入后不影响载体在受体细胞插入后不影响载体在受体细胞中进行自我复制中进行自我复制, , 载体应对受体细胞无害载体应对受体细胞无害, , 以以及载体能接纳尽可能大的外源及载体能接纳尽可能大的外源DNADNA片段片段; ; (3)(3)有利于选择的标记基因有利于选择的标记基因, , 可以很方便地可以很方便地知道外源知道外源DNADNA已经插入已经插入, ,以及把接受了载体的受体以及把接受了载体的受体细胞选出细胞选出; ;(4)(4)具有促进外源具有促进外源DNADNA表

7、达的调控区。表达的调控区。 常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：(1)(1)噬菌体或某些动植物病毒噬菌体或某些动植物病毒(2)(2)细菌细胞质的质粒细菌细胞质的质粒 噬菌体噬菌体当噬菌体感染宿主细胞后当噬菌体感染宿主细胞后, , 双链双链DNADNA分子通过分子通过coscos而成环状。在感染早期而成环状。在感染早期, , 环状环状DNA DNA 分子进行转分子进行转录录. .在此期间在此期间, , 噬菌体有两条复制途径可供选择噬菌体有两条复制途径可供选择: : (1) (1)裂解生长。环状裂解生长。环状DNA DNA 分子在宿主细胞里复分子在宿主细胞里复制若干次制若干次, , 合

8、成了大量的噬菌体基因产物合成了大量的噬菌体基因产物, , 形成子形成子代噬菌体颗粒。代噬菌体颗粒。 (2)(2)溶源性生长溶源性生长, ,噬菌体噬菌体DNA DNA 整合进宿主菌的基整合进宿主菌的基因组。因组。质粒质粒存在：存在：存在于细菌及酵母菌的染色体以外。存在于细菌及酵母菌的染色体以外。特性：特性：是很小的环状是很小的环状DNADNA分子，在细胞染色分子，在细胞染色体外能够自我复制。体外能够自我复制。大肠杆菌质粒大肠杆菌质粒是大肠杆菌中发现的染色体外是大肠杆菌中发现的染色体外的遗传因子的遗传因子, , 它是闭合环状的双链它是闭合环状的双链DNADNA分子。应分子。应用的最广泛的质粒载体是

9、用的最广泛的质粒载体是pbr322, pbr322, 它属松弛型质它属松弛型质粒粒, ,有抗氨苄青霉素和抗四环素两个抗性基因可有抗氨苄青霉素和抗四环素两个抗性基因可作为标记基因作为标记基因, , 有许多种常用的限制酶的切点。有许多种常用的限制酶的切点。它全长它全长43524352个核苷酸个核苷酸, , 排列顺序已全部测定。排列顺序已全部测定。( (二二) )基因工程的步骤基因工程的步骤四个基本步骤：四个基本步骤：提取目的基因提取目的基因目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合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和表达目的基因的检测和表达1.1.提取目的基因提取目的基因可应

10、用的目的基因主可应用的目的基因主要有：苏云金芽孢杆菌抗要有：苏云金芽孢杆菌抗虫基因、植物的抗病（抗虫基因、植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种病毒、抗细菌）基因、种子的贮藏蛋白的基因、人子的贮藏蛋白的基因、人的胰岛素基因、干扰素基的胰岛素基因、干扰素基因等。因等。从细胞中取出从细胞中取出DNADNA用限制性内切酶切断用限制性内切酶切断DNADNA获得目的基因获得目的基因获得目的基因的两种途径获得目的基因的两种途径两种方案两种方案直接取自直接取自供体细胞供体细胞人工合成人工合成（鸟枪法）（鸟枪法）供体供体DNADNA片段片段限制酶限制酶目的基因目的基因扩增筛选扩增筛选两条途径两条途径信使信使RN

11、A逆转逆转录合录合成成目的基因目的基因推推测测肽链氨基酸序列肽链氨基酸序列信使信使RNA序列序列基因基因DNA序列序列目的基因目的基因2.2.目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合用特定的限制酶切割质粒，然后将目的基因用特定的限制酶切割质粒，然后将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组成重组DNADNA分子。分子。细菌的质粒细菌的质粒供体细胞的供体细胞的DNADNA切割切割DNADNA切割切割DNADNA目的基因目的基因粘性末端粘性末端目的目的基因基

12、因重组重组DNADNADNADNA连接酶连接酶( (同种限制性同种限制性内切酶内切酶) )（目的基因（目的基因的提取以及的提取以及其与运载体其与运载体的结合）的结合）质质粒粒提供质提供质粒细菌粒细菌供体供体细胞细胞3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞重组重组DNADNA4.4.目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达(1)(1)检测的意义：鉴别目的基因是否真正导检测的意义：鉴别目的基因是否真正导入受体细胞。入受体细胞。(2)(2)检测方法：大肠杆菌质粒具有抗青霉素检测方法：大肠杆菌质粒具有抗青霉素基因（标记基因），只要检测受体细胞具有抗青基因（标记基因），只要检测受体细胞具有抗

13、青霉素的能力，就说明导入了目的基因。霉素的能力，就说明导入了目的基因。 (3)(3)目的基因的表达：受体细胞表现出特定目的基因的表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因导入和完成表达过程。性状，说明目的基因导入和完成表达过程。多细胞生物的检测多细胞生物的检测将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。的个体，保留有相应变化的个体进一步培养

14、、研究。 例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。表达。动画：实实 例例 人们通过基因工程培育一种抗虫棉，它可以人们通过基因工程培育一种抗虫棉，它可以产生毒素，杀死害虫。毒素是蛋白质，表达它的产生毒素，杀死害虫。毒素是蛋白质，表达它的基因是从苏云金芽孢杆菌中提取出来，放入棉的基因是从苏云金芽孢杆菌中提取出来，放入棉的细胞中，与棉细胞中的细胞中，与棉细胞中的DNADNA结合

15、起来，在棉中表结合起来，在棉中表达并发挥作用。达并发挥作用。苏云金杆菌苏云金杆菌毒蛋白基因毒蛋白基因质粒质粒质粒构建质粒构建农杆菌农杆菌棉花棉花棉花细胞棉花细胞侵染转移侵染转移转基因棉花转基因棉花抗抗虫虫棉棉的的构构建建二二.基因工程的应用基因工程的应用运用基因工程技术，不但可以培养优质、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。以培养出具有特殊用途的动、植物。1.1.基因工程与作物育种基因工程与作物育种转基因牛的产生转基因牛的产生转基因羊的培育转基因羊的培育转基因鸡转基因鸡产油率高的产油

16、率高的转基因大豆转基因大豆(1)基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用 培育抗逆性品种培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。虫棉。 抗虫基因作物的意义：抗虫基因作物的意义： 减少农药的用量，降低了生产的成本，减减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。少了农药对环境的污染。淀粉含量大幅度提高的土豆淀粉含量大幅度提高的土豆转抗黄瓜花叶病毒的番茄转抗黄瓜花叶病毒的

17、番茄转基因水稻和小麦转基因水稻和小麦转耐除草剂基因大豆转耐除草剂基因大豆(2)基因工程在畜牧业的应用基因工程在畜牧业的应用培育具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和培育具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物品种。高质量的皮毛等优良品质的转基因动物品种。该过程的重要步骤是重组该过程的重要步骤是重组DNADNA转移到动物受转移到动物受精卵中。精卵中。转基因高产奶转基因高产奶牛牛转基因荧光兔胚胎转基因荧光兔胚胎转基因荧光猫转基因荧光猫2.2.基因工程与药物研制基因工程与药物研制用基因工程的方法用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、白细

18、胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。伤寒、疟疾等的疫苗。提高生产产量、降提高生产产量、降低生产成本。低生产成本。幽门螺杆菌疫苗幽门螺杆菌疫苗产品名称产品名称菌株或细胞菌株或细胞应用应用人人胰岛素胰岛素大肠杆菌大肠杆菌人人生长激素生长激素大肠杆菌大肠杆菌表皮生长因子表皮生长因子大肠杆菌大肠杆菌白细胞介素白细胞介素-2-2大肠杆菌大肠杆菌a a干扰素干扰素酵母菌酵母菌乙型肝炎疫苗乙型肝炎疫苗酵母菌酵母菌溶血栓剂溶血栓剂哺乳动物哺乳动物 细胞细胞治疗糖尿病治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗某些癌症治疗癌症或

19、病毒感染治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎预防病毒性肝炎治疗心血管病治疗心血管病（心脏病）（心脏病）部分基因工程药物及其作用部分基因工程药物及其作用三三.转基因生物及食品的安全性转基因生物及食品的安全性转基因抗虫杨转基因抗虫杨转抗生素基因木瓜转抗生素基因木瓜已上市的转基因食品已上市的转基因食品抗除草剂基因大豆抗除草剂基因大豆抗虫基因玉米抗虫基因玉米抗病毒基因油菜抗病毒基因油菜抗病毒土豆抗病毒土豆转抗虫基因棉花转抗虫基因棉花转基因水果和蔬菜转基因水果和蔬菜国际农业生物技术应用推广协会（国际农业生物技术应用推广协会（ISAAAISAAA）的最新统计数据显示，的最新统计数据显示，20072007年，全

20、球转基因农作年，全球转基因农作物种植国家增至物种植国家增至2323个，转基因农作物种植面积新个，转基因农作物种植面积新增增12301230万公顷，增幅为万公顷，增幅为12%12%；20082008年，转基因农年，转基因农作物种植国增至作物种植国增至2525个，种植面积持续增长个，种植面积持续增长9.4%9.4%。其中，种植面积排名前三位的国家分别为，其中，种植面积排名前三位的国家分别为，美国（美国（62506250万公顷）、阿根廷（万公顷）、阿根廷（21002100万公顷）和万公顷）和巴西（巴西（15801580万公顷）。中国全国生物技术作物种万公顷）。中国全国生物技术作物种植面积达植面积达3

21、80380万公顷，在全球生物技术作物种植万公顷，在全球生物技术作物种植面积超过面积超过100100万公顷的八个国家中排名第六。万公顷的八个国家中排名第六。 1.1.抗逆性强抗逆性强, ,减少农药使用、减少环境污染。减少农药使用、减少环境污染。 2.2.节省生产成本，降低粮食售价。节省生产成本，降低粮食售价。 3.3.增加食品营养、提高食品产量等。增加食品营养、提高食品产量等。 5.5.增加食物种类，提升食物品质。增加食物种类，提升食物品质。 6.6.促进生产效率，带动相关产业发展。促进生产效率，带动相关产业发展。转基因作物的优转基因作物的优点点肉质鲜美的转基因青椒肉质鲜美的转基因青椒高维生素含

22、量的转基因胡萝卜高维生素含量的转基因胡萝卜 1.1.可能产生抗除草剂的超级杂草。可能产生抗除草剂的超级杂草。 2.2.可能使疾病的散播跨越物种障碍。可能使疾病的散播跨越物种障碍。 3.3.可能损害农作物的生物多样性。可能损害农作物的生物多样性。 4.4.创造新物种创造新物种, , 干扰生态系统的稳定性。干扰生态系统的稳定性。 5.5.使人体产生抗药性使人体产生抗药性, ,可能产生新毒素和可能产生新毒素和新过敏源。新过敏源。转基因可能存在的缺转基因可能存在的缺点点长长“眼睛眼睛”的土豆的土豆反对转基因食品卫士反对转基因食品卫士抗议转基因婴儿食品抗议转基因婴儿食品反对者在试验地反对者在试验地关于转

23、基因争论产生的原因关于转基因争论产生的原因1.1.转基因食品上市时间太短转基因食品上市时间太短, ,人们对转基因人们对转基因食品缺乏了解。食品缺乏了解。2.2.转基因食品的安全性证实需要时间。转基因食品的安全性证实需要时间。3.3.科学问题比较复杂科学问题比较复杂, ,科学原理还不能够给科学原理还不能够给出圆满的解答。出圆满的解答。面对如此的诱惑面对如此的诱惑我国对转基因的态度我国对转基因的态度1.1.大力支持植物基因工程研大力支持植物基因工程研究究, ,但不支持商品化。但不支持商品化。2.2.加强审批和管理。加强审批和管理。3.3.制定相关法律和规定。制定相关法律和规定。4.20024.20

24、02年年3 3月我国规定转基月我国规定转基因食品要贴标签。因食品要贴标签。( (一一) )基因工程的原理基因工程的原理 1.1.基因操作的基因操作的“工具工具” (1)(1)限制性内切酶限制性内切酶- -剪刀剪刀 (2)DNA(2)DNA连接酶连接酶- -针线针线 (3)(3)基因的运载工具基因的运载工具- -运载体运载体 1. 1.基因工程与作物育种基因工程与作物育种 2.2.基因工程与药物研制基因工程与药物研制( (二二) )基因工程的应用基因工程的应用(1)(1)基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用(2)(2)基因工程在畜牧业的应用基因工程在畜牧业的应用2.2.基因工程的步骤基因

25、工程的步骤 (1)(1)提取目的基因提取目的基因 (2)(2)目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 (3)(3)将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 (4)(4)目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达( (三三) )转基因生物及食品的安全性转基因生物及食品的安全性 1.已上市的转基因食品主要品种已上市的转基因食品主要品种 2.转基因作物的优点转基因作物的优点 3.转基因可能存在的缺点转基因可能存在的缺点 4.对转基因食品安全性产生疑问的原因对转基因食品安全性产生疑问的原因 5.我国对转基因的态度我国对转基因的态度 （20092009上海）人体细胞内含有抑制癌上海）人体细胞内含有抑

26、制癌症发生的症发生的P53P53基因，生物技术可对此类基基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。因的变化进行检测。（1 1）目的基因的获取方法通常包括）目的基因的获取方法通常包括_和和_。从细胞中分离从细胞中分离 通过化学方法人工合成通过化学方法人工合成限制E 识别序列限制E 识别序列正常人患者部分基因区域 （2 2）上图表示从正常人和患者体内获取的）上图表示从正常人和患者体内获取的P53P53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改编的碱基对，这种变异被称为生改编的碱

27、基对，这种变异被称为_。基因突变基因突变 （3 3）已知限制酶）已知限制酶E E识别序列为识别序列为CCGG,CCGG,若用限制酶若用限制酶E E分别完全切割正常人和患者的分别完全切割正常人和患者的P53P53基因部分区域基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成（见上图），那么正常人的会被切成_个片个片段，而患者的则被切割成长度为段，而患者的则被切割成长度为_对碱基和对碱基和_对碱基的两种片段。对碱基的两种片段。 解析解析:正常人p53基因终于两个限制酶E的识别序列，完全切割后可产生三个片段，患者p53基因中有一个限制酶E的识别序列发生突变，且突变点位于识别位点内，这样患者就只有一个限制酶

28、E的识别序列，切割后产生两个片段，分别为290+170=460对碱基，220对碱基。3 3 460 460 220220 （4 4）如果某人的）如果某人的P53P53基因部分区域基因部分区域经限制酶经限制酶E E完全切割后，共出现完全切割后，共出现170170、220220、290290和和460460碱基对的四种片段，那碱基对的四种片段，那么该人的基因型是么该人的基因型是_（以（以P+P+表表示正常基因，示正常基因，PnPn表示异常基因）。表示异常基因）。 解析：正常人经限制酶E完全切割后产生三个片段，290对碱基、170对碱基和220对碱基，患者产生两个片段460对碱基和220对碱基，则该

29、人的基因型应为P+P-。P PP PP+P-P+P-1. 1. 人体某蛋白质在细胞中合成后必须经过内人体某蛋白质在细胞中合成后必须经过内质网和高尔基体的进一步加工方能分泌到细胞外，质网和高尔基体的进一步加工方能分泌到细胞外，欲通过转基因技术使编码该蛋白质的基因得以表欲通过转基因技术使编码该蛋白质的基因得以表达最终获得成熟蛋白，下列适于充当受体细胞的达最终获得成熟蛋白，下列适于充当受体细胞的是是( )( )A A大肠杆菌大肠杆菌B B酵母菌酵母菌C C噬菌体噬菌体D D质粒质粒B2.2.下列有关下列有关DNADNA聚合酶链式反应聚合酶链式反应(PCR)(PCR)的说法正的说法正确的是确的是( )

30、( ) A.A.需要引物需要引物 B.B.始终在高于始终在高于7070的条件下进行的条件下进行 C.C.需要加需要加DNADNA连接酶连接酶 D.D.不需要加限制性内切酶不需要加限制性内切酶AD3. 3. 基因工程操作的三大基本元件是基因工程操作的三大基本元件是:(I :(I 供体供体 II II 受体受体 III III 载体载体 IV IV 抗体抗体 V V 配体配体) ( ) ( ). I + II + III. I + II + III. I + III + IV. I + III + IV. II + III + IV . II + III + IV . II + IV + V. I

31、I + IV + V A 4. 4.下列对限制性内切酶描述正确的是下列对限制性内切酶描述正确的是( )( ). . 限制性内切酶可识别任一的限制性内切酶可识别任一的DNADNA序列序列. . 使用限制性内切酶时，有时可出现星活性使用限制性内切酶时，有时可出现星活性. . 限制性内切酶可识别碱基数不超过限制性内切酶可识别碱基数不超过5 5个个. . 限制性内切酶切割碱基序列产生都是黏性末端限制性内切酶切割碱基序列产生都是黏性末端B 5.5.载体的功能是载体的功能是(I (I 运送外源基因高效进入受运送外源基因高效进入受体细胞体细胞 II II 为外源基因提供复制能力为外源基因提供复制能力 III

32、 III 为外源为外源基因提供整合能力基因提供整合能力) ( ) ( )A. I + II B. I + IIIA. I + II B. I + IIIC. II + III D. I + II + IIIC. II + III D. I + II + IIID6.19786.1978年美国科学家利用转基因技术，将人类年美国科学家利用转基因技术，将人类的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的胰岛素基因拼接到大肠杆菌DNADNA中，然后通过大肠中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出人类胰岛素药物。请回答：杆菌的繁殖，生产出人类胰岛素药物。请回答：从分子结构看，细菌中的质粒是一种从分子结构看，细菌中的质粒是一种；

33、质粒能随细菌的细胞分裂而增加，质；质粒能随细菌的细胞分裂而增加，质粒这种增殖方式在遗传学上称为粒这种增殖方式在遗传学上称为 。基因工程中常采用质粒作为基因工程中常采用质粒作为。DNA DNA DNADNA复制复制 运载体运载体 拼接到大肠杆菌拼接到大肠杆菌DNADNA中的人胰岛素基因与人体中的人胰岛素基因与人体细胞中的胰岛素基因是否相同？为什么？细胞中的胰岛素基因是否相同？为什么？人的胰岛素基因能在大肠杆菌细胞中表达，合人的胰岛素基因能在大肠杆菌细胞中表达，合成人的胰岛素，说明不同生物成人的胰岛素，说明不同生物 。不同，体细胞中的胰岛素基因上含有内含子，不同，体细胞中的胰岛素基因上含有内含子，

34、而拼接到大肠杆菌而拼接到大肠杆菌DNADNA上的胰岛素基因是经过加工上的胰岛素基因是经过加工的，上面不含内含子。的，上面不含内含子。共用一套密码子共用一套密码子请回答：请回答：图中外源基因由图中外源基因由 提供，受体细胞由提供，受体细胞由 提供。提供。外源基因成功表达的过程为外源基因成功表达的过程为 。7.7.现在，许多发达的国家采用基因疗法来现在，许多发达的国家采用基因疗法来治疗糖尿病，其操作过程如图所示。治疗糖尿病，其操作过程如图所示。健康人健康人 病人病人 DNARNADNARNA蛋白质蛋白质（胰岛素）（胰岛素）基础题基础题 1.1.基因工程的操作通常包括以下基因工程的操作通常包括以下4

35、 4步：（步：（1 1）获得目的基因（外源基因）；（获得目的基因（外源基因）；（2 2）目的基因）目的基因与运载体结合，形成重组与运载体结合，形成重组DNADNA分子；（分子；（3 3）将重）将重组组DNADNA分子导入受体细胞；（分子导入受体细胞；（4 4）目的基因的检）目的基因的检测与表达。测与表达。 2.2. 3. 3.常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。动植物病毒等。 拓展题拓展题1.1.提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNADNA，都，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。2.2.提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。物质，产品经过试用表明对人体无害等。3.3.提示：例如，提示：