第三章 基因工程 3.2 基因工程的基本操作程序 1997年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年，我国已育成转基因抗虫棉品种100多个，减少农药用量40万吨，增收节支社会经济效益450亿元。你知道转基因抗虫棉的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 转基因抗虫棉与普通棉花 提示：苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫，将该细菌的“杀虫基因”转到棉花里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。 从社会中来 苏云金杆菌 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 提取 表达Bt基因 导入 Bt基因 重组DNA分子 培育转基因抗虫棉的简要过程 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的 检测与鉴定 （1）定义：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等相关的基因。 根据不同的需要，目的基因不同，主要是指编码蛋白质的基因。 如：与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。 资料：苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴胞晶体蛋白（Bt 抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。 科学家将“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。 目的基因 1.目的基因 一、第一步：目的基因的筛选与获取 思考：Bt抗虫蛋白的抗虫原理是什么？ 当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。 Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体，因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响。 抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害？ 一、第一步：目的基因的筛选与获取 1.目的基因 非编码区 非编码区 启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点 开始转录 编码区 （1）原核生物基因 终止子：终止转录 非编码区组成：编码区上游与编码区下游 功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达(如启动子、终止子）。 一、第一步：目的基因的筛选与获取 1.目的基因 编码区：编码蛋白质的合成 非编码区 非编码区 编码区 与RNA聚合酶结合位点 外显子 内含子 1 2 3 4 5 加 工 mRNA前体 成熟mRNA 不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列 编码序列=外显子 1 2 3 4 5 启动子 终止子 （2）真核生物基因 转 录 1.目的基因 一、第一步：目的基因的筛选与获取 原核细胞 真核细胞 不同点 编码区是_____的 编码区是间隔的、_____的 相同点 都由能够编码蛋白质的_____和具有调控作用的_____区组成的 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 （2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？ 连续 不连续 编码区 非编码 （1）非编码序列： 包括非编码区和内含子 【思考】 1.目的基因 一、第一步：目的基因的筛选与获取 （4）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成 （2）从基因文库中获取目的基因 （1）从生物组织中直接获取 ①从供体细胞直接获取目的基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗弹粒击中目标，都能把鸟打下来。 ②鸟枪法的具体做法：用限制酶将供体细胞中的 DNA 切成许多片段，将这些片段分别构建表达载体，然后通过载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的 DNA （外源 DNA ）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫作扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的细胞分离出来，如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用该方法获得。 ③用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大，具有一定的 ... ...
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