1、第第2 2節節 基因工程及其應用基因工程及其應用一、基因工程的原理一、基因工程的原理二、基因工程的應用二、基因工程的應用三、轉基因生物及食品的安全性三、轉基因生物及食品的安全性一一.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術或基因工程又叫做基因拼接技術或DNADNA重組重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種種生物的某種基因提取基因提取出來，加以修飾出來，加以修飾改造改造，然后放到然后放到另一種另一種生物的細胞里，生物的細胞里，定向定向地改造生地改造生物的物的遺傳性狀遺傳性狀。1.1.基因的基因的“剪刀剪刀 ” （一）基因操

2、作的工具（一）基因操作的工具 指的是指的是限制性內切酶限制性內切酶。是在生物體是在生物體( (主要是主要是微微生物生物) )內的一種酶，能將外來的內的一種酶，能將外來的DNADNA切斷切斷，由于這，由于這種切割作用是在種切割作用是在DNADNA分子內部進行的，故名限制性分子內部進行的，故名限制性內切酶。內切酶。 特點：專一性。特點：專一性。 即即一種一種限制酶限制酶只能識別一種只能識別一種特定的特定的核苷酸序核苷酸序列列，并且能在，并且能在特定的切點特定的切點上切割上切割DNADNA分子。分子。實例實例 如下圖所示，大腸桿菌中的內切酶如下圖所示，大腸桿菌中的內切酶a a可可以準確的在以準確的在

3、G G和和A A之間將基因片段切開。之間將基因片段切開。a重播重播DNADNA被限制酶切斷后，兩條單鏈的切口各有幾被限制酶切斷后，兩條單鏈的切口各有幾個伸出的核苷酸，它們正好互補配對，這樣的切個伸出的核苷酸，它們正好互補配對，這樣的切口稱口稱“黏性末端黏性末端”。被同一種限制酶切斷的幾個。被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA具有相同的黏性末端，能夠通過堿基互補配對具有相同的黏性末端，能夠通過堿基互補配對原則進行配對。原則進行配對。2.DNA2.DNA連接酶連接酶在基因工程中起到在基因工程中起到“針線針線”的作用，可以將的作用，可以將DNADNA片斷的粘性末端之間的縫隙片斷的粘性末端之間的縫隙“

4、縫合縫合”起來，使起來，使之重新組合為完整的之重新組合為完整的DNADNA分子。分子。連接酶的縫合作用連接酶的縫合作用3.3.基因的運載工具基因的運載工具- -運載體運載體作為運載體的條件：作為運載體的條件：(1)(1)有某種限制酶的一個切點有某種限制酶的一個切點, , 最好是有許最好是有許多種限制酶的切點多種限制酶的切點, , 而且每種酶的切點只有一而且每種酶的切點只有一個個; ; (2)(2)外源外源DNADNA插入后不影響載體在受體細胞插入后不影響載體在受體細胞中進行自我復制中進行自我復制, , 載體應對受體細胞無害載體應對受體細胞無害, , 以以及載體能接納盡可能大的外源及載體能接納盡

5、可能大的外源DNADNA片段片段; ; (3)(3)有利于選擇的標記基因有利于選擇的標記基因, , 可以很方便地可以很方便地知道外源知道外源DNADNA已經插入已經插入, ,以及把接受了載體的受體以及把接受了載體的受體細胞選出細胞選出; ;(4)(4)具有促進外源具有促進外源DNADNA表達的調控區。表達的調控區。 常用的運載體主要有兩類：常用的運載體主要有兩類：(1)(1)噬菌體或某些動植物病毒噬菌體或某些動植物病毒(2)(2)細菌細胞質的質粒細菌細胞質的質粒 噬菌體噬菌體當噬菌體感染宿主細胞后當噬菌體感染宿主細胞后, , 雙鏈雙鏈DNADNA分子通過分子通過coscos而成環狀。在感染早期

6、而成環狀。在感染早期, , 環狀環狀DNA DNA 分子進行轉分子進行轉錄錄. .在此期間在此期間, , 噬菌體有兩條復制途徑可供選擇噬菌體有兩條復制途徑可供選擇: : (1) (1)裂解生長。環狀裂解生長。環狀DNA DNA 分子在宿主細胞里復分子在宿主細胞里復制若干次制若干次, , 合成了大量的噬菌體基因產物合成了大量的噬菌體基因產物, , 形成子形成子代噬菌體顆粒。代噬菌體顆粒。 (2)(2)溶源性生長溶源性生長, ,噬菌體噬菌體DNA DNA 整合進宿主菌的基整合進宿主菌的基因組。因組。質粒質粒存在：存在：存在于細菌及酵母菌的染色體以外。存在于細菌及酵母菌的染色體以外。特性：特性：是很

7、小的環狀是很小的環狀DNADNA分子，在細胞染色分子，在細胞染色體外能夠自我復制。體外能夠自我復制。大腸桿菌質粒大腸桿菌質粒是大腸桿菌中發現的染色體外是大腸桿菌中發現的染色體外的遺傳因子的遺傳因子, , 它是閉合環狀的雙鏈它是閉合環狀的雙鏈DNADNA分子。應分子。應用的最廣泛的質粒載體是用的最廣泛的質粒載體是pbr322, pbr322, 它屬松弛型質它屬松弛型質粒粒, ,有抗氨芐青霉素和抗四環素兩個抗性基因可有抗氨芐青霉素和抗四環素兩個抗性基因可作為標記基因作為標記基因, , 有許多種常用的限制酶的切點。有許多種常用的限制酶的切點。它全長它全長43524352個核苷酸個核苷酸, , 排列順

8、序已全部測定。排列順序已全部測定。( (二二) )基因工程的步驟基因工程的步驟四個基本步驟：四個基本步驟：提取目的基因提取目的基因目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測和表達目的基因的檢測和表達1.1.提取目的基因提取目的基因可應用的目的基因主可應用的目的基因主要有：蘇云金芽孢桿菌抗要有：蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因、植物的抗病（抗蟲基因、植物的抗病（抗病毒、抗細菌）基因、種病毒、抗細菌）基因、種子的貯藏蛋白的基因、人子的貯藏蛋白的基因、人的胰島素基因、干擾素基的胰島素基因、干擾素基因等。因等。從細胞中取出從細胞中取出DNADNA用限制性內

9、切酶切斷用限制性內切酶切斷DNADNA獲得目的基因獲得目的基因獲得目的基因的兩種途徑獲得目的基因的兩種途徑兩種方案兩種方案直接取自直接取自供體細胞供體細胞人工合成人工合成（鳥槍法）（鳥槍法）供體供體DNADNA片段片段限制酶限制酶目的基因目的基因擴增篩選擴增篩選兩條途徑兩條途徑信使信使RNA逆轉逆轉錄合錄合成成目的基因目的基因推推測測肽鏈氨基酸序列肽鏈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.目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合用特定的限制酶切割質粒，然后將目的基因用特定的限制酶切割質粒，然后將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的插入切口處

10、，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成重組成重組DNADNA分子。分子。細菌的質粒細菌的質粒供體細胞的供體細胞的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因重組重組DNADNADNADNA連接酶連接酶( (同種限制性同種限制性內切酶內切酶) )（目的基因（目的基因的提取以及的提取以及其與運載體其與運載體的結合）的結合）質質粒粒提供質提供質粒細菌粒細菌供體供體細胞細胞3.3.將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞重組重組DNADNA4.4.目的基因的檢測和

11、表達目的基因的檢測和表達(1)(1)檢測的意義：鑒別目的基因是否真正導檢測的意義：鑒別目的基因是否真正導入受體細胞。入受體細胞。(2)(2)檢測方法：大腸桿菌質粒具有抗青霉素檢測方法：大腸桿菌質粒具有抗青霉素基因（標記基因），只要檢測受體細胞具有抗青基因（標記基因），只要檢測受體細胞具有抗青霉素的能力，就說明導入了目的基因。霉素的能力，就說明導入了目的基因。 (3)(3)目的基因的表達：受體細胞表現出特定目的基因的表達：受體細胞表現出特定性狀，說明目的基因導入和完成表達過程。性狀，說明目的基因導入和完成表達過程。多細胞生物的檢測多細胞生物的檢測將每個受體細胞單獨培養并誘導發育成完整個將每個受體

12、細胞單獨培養并誘導發育成完整個體，檢測這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因體，檢測這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達（是否表現出相應的性狀）。淘汰無變化是否表達（是否表現出相應的性狀）。淘汰無變化的個體，保留有相應變化的個體進一步培養、研究。的個體，保留有相應變化的個體進一步培養、研究。 例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現中毒例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。表達。動畫：實實 例例 人們通過基

13、因工程培育一種抗蟲棉，它可以人們通過基因工程培育一種抗蟲棉，它可以產生毒素，殺死害蟲。毒素是蛋白質，表達它的產生毒素，殺死害蟲。毒素是蛋白質，表達它的基因是從蘇云金芽孢桿菌中提取出來，放入棉的基因是從蘇云金芽孢桿菌中提取出來，放入棉的細胞中，與棉細胞中的細胞中，與棉細胞中的DNADNA結合起來，在棉中表結合起來，在棉中表達并發揮作用。達并發揮作用。蘇云金桿菌蘇云金桿菌毒蛋白基因毒蛋白基因質粒質粒質粒構建質粒構建農桿菌農桿菌棉花棉花棉花細胞棉花細胞侵染轉移侵染轉移轉基因棉花轉基因棉花抗抗蟲蟲棉棉的的構構建建二二.基因工程的應用基因工程的應用運用基因工程技術，不但可以培養優質、運用基因工程技術，不

14、但可以培養優質、高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種，還可高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種，還可以培養出具有特殊用途的動、植物。以培養出具有特殊用途的動、植物。1.1.基因工程與作物育種基因工程與作物育種轉基因牛的產生轉基因牛的產生轉基因羊的培育轉基因羊的培育轉基因雞轉基因雞產油率高的產油率高的轉基因大豆轉基因大豆(1)基因工程在農業上的應用基因工程在農業上的應用 培育抗逆性品種培育抗逆性品種 將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉移到作物體堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉移到作物體內，將從根本上改變作物的特性。如轉基因抗內，將從根

15、本上改變作物的特性。如轉基因抗蟲棉。蟲棉。 抗蟲基因作物的意義：抗蟲基因作物的意義： 減少農藥的用量，降低了生產的成本，減減少農藥的用量，降低了生產的成本，減少了農藥對環境的污染。少了農藥對環境的污染。淀粉含量大幅度提高的土豆淀粉含量大幅度提高的土豆轉抗黃瓜花葉病毒的番茄轉抗黃瓜花葉病毒的番茄轉基因水稻和小麥轉基因水稻和小麥轉耐除草劑基因大豆轉耐除草劑基因大豆(2)基因工程在畜牧業的應用基因工程在畜牧業的應用培育具有抗病能力、高產仔率、高產奶率和培育具有抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量的皮毛等優良品質的轉基因動物品種。高質量的皮毛等優良品質的轉基因動物品種。該過程的重要步驟是重組該過程的重

16、要步驟是重組DNADNA轉移到動物受轉移到動物受精卵中。精卵中。轉基因高產奶轉基因高產奶牛牛轉基因熒光兔胚胎轉基因熒光兔胚胎轉基因熒光貓轉基因熒光貓2.2.基因工程與藥物研制基因工程與藥物研制用基因工程的方法用基因工程的方法生產胰島素、干擾素、生產胰島素、干擾素、白細胞介素、凝血因子、白細胞介素、凝血因子、以及預防乙肝、霍亂、以及預防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等的疫苗。傷寒、瘧疾等的疫苗。提高生產產量、降提高生產產量、降低生產成本。低生產成本。幽門螺桿菌疫苗幽門螺桿菌疫苗產品名稱產品名稱菌株或細胞菌株或細胞應用應用人胰島素人胰島素大腸桿菌大腸桿菌人生長激素人生長激素大腸桿菌大腸桿菌表皮生長因子表皮

17、生長因子大腸桿菌大腸桿菌白細胞介素白細胞介素-2-2大腸桿菌大腸桿菌a a干擾素干擾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劑溶血栓劑哺乳動物哺乳動物 細胞細胞治療糖尿病治療糖尿病治療生長缺陷癥治療生長缺陷癥治療燙傷、胃潰瘍治療燙傷、胃潰瘍治療某些癌癥治療某些癌癥治療癌癥或病毒感染治療癌癥或病毒感染預防病毒性肝炎預防病毒性肝炎治療心血管病治療心血管病（心臟病）（心臟病）部分基因工程藥物及其作用部分基因工程藥物及其作用三三.轉基因生物及食品的安全性轉基因生物及食品的安全性轉基因抗蟲楊轉基因抗蟲楊轉抗生素基因木瓜轉抗生素基因木瓜已上市的轉基因食品已上市的轉基因食品抗除草劑基因大豆抗

18、除草劑基因大豆抗蟲基因玉米抗蟲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轉抗蟲基因棉花轉抗蟲基因棉花轉基因水果和蔬菜轉基因水果和蔬菜國際農業生物技術應用推廣協會（國際農業生物技術應用推廣協會（ISAAAISAAA）的最新統計數據顯示，的最新統計數據顯示，20072007年，全球轉基因農作年，全球轉基因農作物種植國家增至物種植國家增至2323個，轉基因農作物種植面積新個，轉基因農作物種植面積新增增12301230萬公頃，增幅為萬公頃，增幅為12%12%；20082008年，轉基因農年，轉基因農作物種植國增至作物種植國增至2525個，種植面積持續增長個，種植面積持續增長9.4%9.4

19、%。其中，種植面積排名前三位的國家分別為，其中，種植面積排名前三位的國家分別為，美國（美國（62506250萬公頃）、阿根廷（萬公頃）、阿根廷（21002100萬公頃）和萬公頃）和巴西（巴西（15801580萬公頃）。中國全國生物技術作物種萬公頃）。中國全國生物技術作物種植面積達植面積達380380萬公頃，在全球生物技術作物種植萬公頃，在全球生物技術作物種植面積超過面積超過100100萬公頃的八個國家中排名第六。萬公頃的八個國家中排名第六。 1.1.抗逆性強抗逆性強, ,減少農藥使用、減少環境污染。減少農藥使用、減少環境污染。 2.2.節省生產成本，降低糧食售價。節省生產成本，降低糧食售價。

20、3.3.增加食品營養、提高食品產量等。增加食品營養、提高食品產量等。 5.5.增加食物種類，提升食物品質。增加食物種類，提升食物品質。 6.6.促進生產效率，帶動相關產業發展。促進生產效率，帶動相關產業發展。轉基因作物的優轉基因作物的優點點肉質鮮美的轉基因青椒肉質鮮美的轉基因青椒高維生素含量的轉基因胡蘿卜高維生素含量的轉基因胡蘿卜 1.1.可能產生抗除草劑的超級雜草。可能產生抗除草劑的超級雜草。 2.2.可能使疾病的散播跨越物種障礙。可能使疾病的散播跨越物種障礙。 3.3.可能損害農作物的生物多樣性。可能損害農作物的生物多樣性。 4.4.創造新物種創造新物種, , 干擾生態系統的穩定性。干擾生

21、態系統的穩定性。 5.5.使人體產生抗藥性使人體產生抗藥性, ,可能產生新毒素和可能產生新毒素和新過敏源。新過敏源。轉基因可能存在的缺轉基因可能存在的缺點點長長“眼睛眼睛”的土豆的土豆反對轉基因食品衛士反對轉基因食品衛士抗議轉基因嬰兒食品抗議轉基因嬰兒食品反對者在試驗地反對者在試驗地關于轉基因爭論產生的原因關于轉基因爭論產生的原因1.1.轉基因食品上市時間太短轉基因食品上市時間太短, ,人們對轉基因人們對轉基因食品缺乏了解。食品缺乏了解。2.2.轉基因食品的安全性證實需要時間。轉基因食品的安全性證實需要時間。3.3.科學問題比較復雜科學問題比較復雜, ,科學原理還不能夠給科學原理還不能夠給出圓

22、滿的解答。出圓滿的解答。面對如此的誘惑面對如此的誘惑我國對轉基因的態度我國對轉基因的態度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.加強審批和管理。加強審批和管理。3.3.制定相關法律和規定。制定相關法律和規定。4.20024.2002年年3 3月我國規定轉基月我國規定轉基因食品要貼標簽。因食品要貼標簽。( (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)限制性內切酶限制性內切酶- -剪刀剪刀 (2)DNA(2)DNA連接酶連接酶- -針線針線 (3)(3)基因的運載工具基因的運載工具-

23、-運載體運載體 1. 1.基因工程與作物育種基因工程與作物育種 2.2.基因工程與藥物研制基因工程與藥物研制( (二二) )基因工程的應用基因工程的應用(1)(1)基因工程在農業上的應用基因工程在農業上的應用(2)(2)基因工程在畜牧業的應用基因工程在畜牧業的應用2.2.基因工程的步驟基因工程的步驟 (1) (1)提取目的基因提取目的基因 (2)(2)目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合 (3)(3)將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞 (4)(4)目的基因的檢測和表達目的基因的檢測和表達( (三三) )轉基因生物及食品的安全性轉基因生物及食品的安全性 1.已上市的轉基因食品主要品

24、種已上市的轉基因食品主要品種 2.轉基因作物的優點轉基因作物的優點 3.轉基因可能存在的缺點轉基因可能存在的缺點 4.對轉基因食品安全性產生疑問的原因對轉基因食品安全性產生疑問的原因 5.我國對轉基因的態度我國對轉基因的態度 （20092009上海）人體細胞內含有抑制癌上海）人體細胞內含有抑制癌癥發生的癥發生的P53P53基因，生物技術可對此類基基因，生物技術可對此類基因的變化進行檢測。因的變化進行檢測。（1 1）目的基因的獲取方法通常包括）目的基因的獲取方法通常包括_和和_。從細胞中分離從細胞中分離 通過化學方法人工合成通過化學方法人工合成限制E 識別序列限制E 識別序列正常人患者部分基因區

25、域 （2 2）上圖表示從正常人和患者體內獲取的）上圖表示從正常人和患者體內獲取的P53P53基因的部分區域。與正常人相比，患者在該基因的部分區域。與正常人相比，患者在該區域的堿基會發生改變，在上圖中用方框圈出發區域的堿基會發生改變，在上圖中用方框圈出發生改編的堿基對，這種變異被稱為生改編的堿基對，這種變異被稱為_。基因突變基因突變 （3 3）已知限制酶）已知限制酶E E識別序列為識別序列為CCGG,CCGG,若用限制酶若用限制酶E E分別完全切割正常人和患者的分別完全切割正常人和患者的P53P53基因部分區域基因部分區域（見上圖），那么正常人的會被切成（見上圖），那么正常人的會被切成_個片個片

26、段，而患者的則被切割成長度為段，而患者的則被切割成長度為_對堿基和對堿基和_對堿基的兩種片段。對堿基的兩種片段。 解析解析:正常人p53基因終于兩個限制酶E的識別序列，完全切割后可產生三個片段，患者p53基因中有一個限制酶E的識別序列發生突變，且突變點位于識別位點內，這樣患者就只有一個限制酶E的識別序列，切割后產生兩個片段，分別為290+170=460對堿基，220對堿基。3 3 460 460 220220 （4 4）如果某人的）如果某人的P53P53基因部分區域基因部分區域經限制酶經限制酶E E完全切割后，共出現完全切割后，共出現170170、220220、290290和和460460堿基

27、對的四種片段，那堿基對的四種片段，那么該人的基因型是么該人的基因型是_（以（以P+P+表表示正常基因，示正常基因，PnPn表示異常基因）。表示異常基因）。 解析：正常人經限制酶E完全切割后產生三個片段，290對堿基、170對堿基和220對堿基，患者產生兩個片段460對堿基和220對堿基，則該人的基因型應為P+P-。P PP PP+P-P+P-1. 1. 人體某蛋白質在細胞中合成后必須經過內人體某蛋白質在細胞中合成后必須經過內質網和高爾基體的進一步加工方能分泌到細胞外，質網和高爾基體的進一步加工方能分泌到細胞外，欲通過轉基因技術使編碼該蛋白質的基因得以表欲通過轉基因技術使編碼該蛋白質的基因得以表

28、達最終獲得成熟蛋白，下列適于充當受體細胞的達最終獲得成熟蛋白，下列適于充當受體細胞的是是( )( )A A大腸桿菌大腸桿菌B B酵母菌酵母菌C C噬菌體噬菌體D D質粒質粒B2.2.下列有關下列有關DNADNA聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應(PCR)(PCR)的說法正的說法正確的是確的是( )( ) A.A.需要引物需要引物 B.B.始終在高于始終在高于7070的條件下進行的條件下進行 C.C.需要加需要加DNADNA連接酶連接酶 D.D.不需要加限制性內切酶不需要加限制性內切酶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 供體供體 II II 受體受體

29、 III III 載體載體 IV IV 抗體抗體 V V 配體配體) ( ) ( ). I + II + III. I + II + III. I + III + IV. I + III + IV. II + III + IV . II + III + IV . II + IV + V. II + IV + V A 4. 4.下列對限制性內切酶描述正確的是下列對限制性內切酶描述正確的是( )( ). . 限制性內切酶可識別任一的限制性內切酶可識別任一的DNADNA序列序列. . 使用限制性內切酶時，有時可出現星活性使用限制性內切酶時，有時可出現星活性. . 限制性內切酶可識別堿基數不超過限制性

30、內切酶可識別堿基數不超過5 5個個. . 限制性內切酶切割堿基序列產生都是黏性末端限制性內切酶切割堿基序列產生都是黏性末端B 5.5.載體的功能是載體的功能是(I (I 運送外源基因高效進入受運送外源基因高效進入受體細胞體細胞 II II 為外源基因提供復制能力為外源基因提供復制能力 III III 為外源為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年美國科學家利用轉基因

31、技術，將人類年美國科學家利用轉基因技術，將人類的胰島素基因拼接到大腸桿菌的胰島素基因拼接到大腸桿菌DNADNA中，然后通過大腸中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產出人類胰島素藥物。請回答：桿菌的繁殖，生產出人類胰島素藥物。請回答：從分子結構看，細菌中的質粒是一種從分子結構看，細菌中的質粒是一種；質粒能隨細菌的細胞分裂而增加，質；質粒能隨細菌的細胞分裂而增加，質粒這種增殖方式在遺傳學上稱為粒這種增殖方式在遺傳學上稱為 。基因工程中常采用質粒作為基因工程中常采用質粒作為。DNA DNA DNADNA復制復制 運載體運載體 拼接到大腸桿菌拼接到大腸桿菌DNADNA中的人胰島素基因與人體中的人胰島素基因與

32、人體細胞中的胰島素基因是否相同？為什么？細胞中的胰島素基因是否相同？為什么？人的胰島素基因能在大腸桿菌細胞中表達，合人的胰島素基因能在大腸桿菌細胞中表達，合成人的胰島素，說明不同生物成人的胰島素，說明不同生物 。不同，體細胞中的胰島素基因上含有內含子，不同，體細胞中的胰島素基因上含有內含子，而拼接到大腸桿菌而拼接到大腸桿菌DNADNA上的胰島素基因是經過加工上的胰島素基因是經過加工的，上面不含內含子。的，上面不含內含子。共用一套密碼子共用一套密碼子請回答：請回答：圖中外源基因由圖中外源基因由 提供，受體細胞由提供，受體細胞由 提供。提供。外源基因成功表達的過程為外源基因成功表達的過程為 。7.

33、7.現在，許多發達的國家采用基因療法來現在，許多發達的國家采用基因療法來治療糖尿病，其操作過程如圖所示。治療糖尿病，其操作過程如圖所示。健康人健康人 病人病人 DNARNADNARNA蛋白質蛋白質（胰島素）（胰島素）基礎題基礎題 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 4步：（步：（1 1）獲得目的基因（外源基因）；（獲得目的基因（外源基因）；（2 2）目的基因）目的基因與運載體結合，形成重組與運載體結合，形成重組DNADNA分子；（分子；（3 3）將重）將重組組DNADNA分子導入受體細胞；（分子導入受體細胞；（4 4）目的基因的檢）目的基因的檢測與表達。測與表達。

34、2.2. 3. 3.常用的運載體有質粒、噬菌體、農桿菌、常用的運載體有質粒、噬菌體、農桿菌、動植物病毒等。動植物病毒等。 拓展題拓展題1.1.提示：這是因為在基因水平上，人和細菌的遺提示：這是因為在基因水平上，人和細菌的遺傳機制是一致的。細菌和人的遺傳物質都是傳機制是一致的。細菌和人的遺傳物質都是DNADNA，都，都使用同一套遺傳密碼子，都遵循中心法則。因此，通使用同一套遺傳密碼子，都遵循中心法則。因此，通過基因重組，細菌能夠合成人體的某些蛋白質。過基因重組，細菌能夠合成人體的某些蛋白質。2.2.提示：例如，可以向客戶說明農場具備相應的提示：例如，可以向客戶說明農場具備相應的安全檢測設施和措施，已經領取了農業轉基因生物安安全檢測設施和措施，已經領取了農業轉基因生物安全證書，產品中所含有的成分都是自然界天然存在的全證書，產品中所含有的成分都是自然界天然存在的物質，產品經過試用表明對人體無害等。物質，產品經過試用表明對人體無害等。3.3.提示：例如，提示：例如，“轉基因土豆轉基因土豆肝炎患者的希肝炎患者的希望！望！”等。等。 據英國據英國每日郵報