高中生物人教版（2019）选择性必修3 3.2 基因工程的基本操作程序(共51张PPT)

(共51张PPT)
基因工程诞生的理论基础
1．基因拼接的理论基础
(1)大多数生物的遗传物质是_____。
(2)DNA的基本组成单位都是四种__________。
(3)双链DNA分子的空间结构都是规则的_________结构。
2．外源基因在受体内表达的理论基础
(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。
(2)遗传信息的传递都遵循_________。
(3)生物界共用一套________。
DNA
脱氧核苷酸
双螺旋
中心法则
遗传密码
为了棉花姓“中国”
1992年，一场史无前例的棉铃虫灾害以迅雷不及掩耳之势吞噬着中国的棉田，我国棉花产业遭遇灭顶之灾；
国外公司拒绝出售抗虫棉核心技术，到1999年外国抗虫棉已占领我国95%的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速流失。
1998年中棉所成功培育出我国第一个国审抗虫杂交棉新品种——中棉所29，使低龄棉铃虫的死亡率超过90%；
2002年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫棉新品种——中棉所41，该品种能够缓解棉铃虫抗药性;
2017年10月13日,农业部种子管理局副局长吴晓玲在回答媒体提问时表示, 目前中国自主选育的转基因棉花品种市场份额占到95%以上, 国外品种不到5%。
苏云金芽孢杆菌
提取
抗虫基因
普通棉花(无抗虫特性)
棉花细胞(含抗虫基因)
与运载体DNA拼接，导入
棉花植株(有抗虫特性)
表达 抗虫基因
（BT毒蛋白基因）
第一步：目的基因的筛选与获取
第二步：基因表达载体的构建（核心）
第三步：将目的基因导入受体细胞
第四步：目的基因的检测与鉴定
从社会中来
培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？
回顾：基因是什么？
DNA
基因1 基因2 基因3
放大
终止子
非编码区
非编码区
编码区
编码区上游
编码区下游
启动子
原核基因
终止子
编码区
非编码区
非编码区
内含子
外显子
启动子
编码区上游
编码区下游
真核基因
1.基因的结构
一.目的基因的筛选与获取
——原核 VS 真核基因的结构
具有遗传效应的DNA片段
（1） 非编码区
①组成：编码区上游+编码区下游
②功能：不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列 (如启动子、终止子）。
（2）编码区：编码蛋白质的合成
1.基因的结构
一.目的基因的筛选与获取
——原核 VS 真核基因的结构
典型的原核细胞基因的结构示意图
典型的真核细胞基因的结构示意图
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
连续
不连续
编码区
非编码
（连续的）
（不连续）
基因=非编码区+编码区
RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动转录
启动子
本质：
位置：
作用：
是一段特殊序列结构的DNA片段；
位于基因上游；
终止子
本质：
位置：
作用：
是一段特殊序列结构的DNA片段；
位于基因下游；
终止转录
原核细胞基因的结构示意图
真核细胞基因的结构示意图
1.基因的结构
一.目的基因的筛选与获取
——原核 VS 真核基因的结构
启动子 与 终止子
VS
起始密码子 与 终止密码子
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
翻译起始与终止
转录起始与终止
——原核 VS 真核基因的表达
真核细胞与原核细胞中基因表达过程示意图
1.基因的结构
一.目的基因的筛选与获取
成熟mRNA
相应酶去除内含子
转录
翻译
真核基因：编码区（外显子+内含子）
多肽链
前体mRNA
蛋白质
加工
思考1：如果把一个真核生物的基因导入原核细胞中表达，一定会产生原来的蛋白质吗？
提示：一般不能产生原来的蛋白质
原因：
①原核生物细胞里没有相应的酶来去除内含子；
②原核生物没有真核的蛋白质加工系统（如内质网、高尔基体等）
思考2：如果把真核基因导入原核细胞中表达，不考虑蛋白质加工的问题，如何产生与原来结构相同的蛋白质吗？
mRNA单链
提取
逆转录酶
DNA单链
DNA双链
酶
成熟mRNA
去除内含子
转录
真核基因：编码区（外显子+内含子）
前体mRNA
相应酶
提示：把真核基因的cDNA导入到原核细胞中表达。
这种双链DNA是不含内含子的DNA，叫做cDNA
（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。
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。该蛋白由Bt抗虫蛋白基因（Bt基因）决定的，科学家将“Bt基因”转入棉花中，棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。
目的基因
一.目的基因的筛选与获取
2.目的基因
问：抗虫棉产生的Bt抗虫蛋白对人畜有毒害么？
Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现毒性，且Bt抗虫蛋白被分解为多肽并与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，才能杀死害虫。而人畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体，因此不会对人畜产生影响。
3.目的基因的筛选与获取方法
一.目的基因的筛选与获取
如何筛选目的基因？
从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选，是较为有效的方法之一
如何获取目的基因？
如：苏云金杆菌的杀虫作用与Bt抗虫蛋白基因（Bt基因）有关，科学家已掌握了Bt基因的序列信息，也对Bt抗虫蛋白的功能深入了解。
阅读教材P77-79,找出获取目的基因的方法
利用PCR获取和扩增
基因文库中获取目的基因
人工合成
前提：基因比较小、核苷酸序列已知
DNA合成仪
方法：DNA合成仪用化学方法直接合成目的基因
筛选合适的目的基因
PCR是_______________的缩写，是一项根据 的原理，在___ _提供参与DNA复制的___ ____与__ ___，对 进行______ 的技术；
聚合酶链式反应
DNA半保留复制
体外
各种组分
反应条件
目的基因的核苷酸序列
大量复制
4.利用PCR获取和扩增目的基因
一.目的基因的筛选与获取
PCR的概念 P77
结合体内DNA复制过程，思考PCR的进行需要哪些条件？
注意：
①原理：
②发明者：
③反应条件：
DNA半保留复制
穆里斯
P77表3-1+P77文字
（1）DNA复制所需的基本条件:
参与的组分 在DNA复制中的作用
解旋酶
DNA母链
4种脱氧核苷酸
DNA聚合酶
引物
提供DNA复制的模板
合成DNA子链的原料
打开DNA双链
催化合成DNA子链
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
（体外用耐高温的DNA聚合酶）
（体外用高温代替）
（2种）
P77相关信息 引物是一小段能与__________的一段碱基序列__________的____________
DNA母链
互补配对
短单链核酸
3’
5’
DNA母链
3’
5’
DNA母链
3’
5’
引物
3’
5’
引物
4.利用PCR获取和扩增目的基因
一.目的基因的筛选与获取
PCR的引物为人工合成的DNA单链
体内复制的引物为RNA单链
耐高温的DNA聚合酶
（TaqDNA聚合酶）
DNA模板
引物（2种）
稳定的缓冲溶液
（一般添加Mg2+）
（2）PCR条件 P77表3-1+P77文字
四种脱氧核苷酸(dNTP)
P77相关信息 激活真核细胞和细菌的DNA聚合酶
4.利用PCR获取和扩增目的基因
一.目的基因的筛选与获取
①DNA模板（需含有目的基因）。
②分别与模板DNA相结合的2种引物。
③四种脱氧核苷酸（或四种dNTP：dATP、dTTP、dGTP、dCTP）。
④耐高温的DNA聚合酶(Taq酶）。
⑤稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）。
⑥能严格控制温度的温控设备。
dATP与ATP在结构上有什么区别？dATP为什么能用作DNA复制的底物？
如图所示，ATP结构中的五碳糖为核糖，而dATP结构中的五碳糖为脱氧核糖。 ATP转移掉两个磷酸基团后剩下的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，所以ATP是转录的底物；同理，dATP转移掉两个磷酸基团后剩下的结构就是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，所以dATP可以用作DNA复制的底物。
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
A.变性
当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链
B.复性
当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
C.延伸
当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链
（3）PCR反应过程 P77文字+P78图3-5
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
4.利用PCR获取和扩增目的基因
一.目的基因的筛选与获取
一.目的基因的筛选与获取
（3）PCR反应过程 P77文字+P78图3-5
第一轮循环的产物作为第二轮反应的模板，经过变性、复性和延伸三步产生第二轮循环的产物；
第二轮循环的产物作为第三轮反应的模板，经过变性、复性和延伸三步产生第四轮循环的产物；
反复循环：变性、复性和延伸
扩增方式：
以指数方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）
2n
（1）若开始只有一个DNA提供模板，则循环n次后获得的子代DNA数目为 个。
（2）若开始有N个DNA提供模板，则循环n次后获得的子代DNA数目为 个。
2n
N 2n
一.目的基因的筛选与获取
4.利用PCR获取和扩增目的基因
比较项目 PCR 细胞核内DNA复制
场所 体外 细胞内
起始位点 引物3'端 复制起始位点
酶 耐高温DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶） 多种酶（解旋酶、DNA聚合酶）
反应条件 温度变幅大 温和
解旋 高温解旋 解旋酶解旋
引物 DNA片段，保留在复制的子链中 RNA片段，不保留在复制的子链中
产物 引物界定的片段 核基因组
联系 ①模板:均需要脱氧核苷酸双链作为模板 ②原料:均为四种脱氧核苷酸（dATP、dTTP、dGTP、dCTP） ③酶:均需DNA聚合酶 ④引物:都需要引物，使DNA聚合酶从引物开始进行互补链的合成
PCR技术与细胞内DNA复制的比较
1．PCR反应与体内DNA复制的引物在化学本质上是否相同？
不相同。体内DNA复制所需引物为RNA聚合酶合成的一小段RNA，但PCR反应时所用引物是人工加入的一小段DNA。
思考讨论：
2．PCR过程中需要加入两种引物，原因是？
3．两种引物的要求？
DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增
①引物自身不能环化
②两种引物之间不能互补配对
③引物长度不宜过短，防止引物随机结合
一.目的基因的筛选与获取
1）引物是一段能 的短单链核酸，
通常为20-30个核苷酸。
2）DNA复制时，子链是沿着5'端向3'端进行延伸，
则引物与目的基因模板链的 端结合。
与DNA母链的一段碱基序列互补配对
3′
思考与讨论：
3）引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样DNA聚合酶只能特异地复制 的DNA序列，
处于两个引物之间
(4)设计两个与目的基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的___________位点。设计引物时需要避免引物之间由于______________，而造成引物自连。
限制酶
碱基互补配对
【典例】设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。
(1）第1组： ；
第2组： 。
引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
引物Ⅰ′自身内部部分碱基发生互补配对而失效
（2）在DNA聚合酶的作用下，两条子链的延伸方向都是 。
DNA聚合酶只能特异地复制处于　　 之间的DNA序列，若这个过程中消
耗了引物62个,则进行了 轮的DNA复制。
（3）若用PCR技术扩增图示目的基因，
应选用的引物是 。
两个引物
从子链的5′端向3′端延伸
5
(2n+1-2)=62
引物甲、引物丙
用PCR可以扩增mRNA吗？
mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录成cDNA再进行扩增。
1.逆转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA链，形成RNA-DNA杂交分子；
2.核酸酶H降解RNA-DNA杂交分子中的RNA链，使之变成单链DNA；
3.以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子，即cDNA
获取了足够量的Bt基因后，下一步就是要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使Bt基因能够表达和发挥作用。
构建基因表达载体（核心工作）
基因表达载体由哪些部分组成
启动子：
RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
终止子：
终止目的基因转录的脱氧核苷酸序列。
① ;
② 。
二.基因表达载体的构建
1.目的
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代
使目的基因能够表达和发挥作用
——核心步骤
2.组成
标记基因：
目的基因：
复制原点：
便于重组DNA分子的筛选。
能控制表达所需要的特殊性状。
注意：目的基因必须插入到 与 之间。
启动子 终止子
DNA复制的起始位点。
基因表达载体构建模式图
载体
（质粒）
DNA分子
（含目的基因）
限制酶处理
带有黏性末端或平末端的切口
带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段
DNA连接酶
重组DNA分子
（重组质粒）
同一种
——基因表达载体构建模式图
二.基因表达载体的构建
3.过程
如果用一种限制酶分别切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶处理后会出现几种产物？
【思考】
单酶切缺点：质粒重新环化、目的基因自身环化、质粒与目的基因反向连接
质粒
目的基因
自连
片段间的连接
目的基因自连：
质粒自连：
目的基因与质粒连接
目的基因与目的基因连接
质粒与质粒连接
故实际应用中往往选择2种不同的限制酶分别切割，减少自连情况出现；还应用标记基因对重组DNA进行筛选。
二.基因表达载体的构建
1.启动子和起始密码子、终止子和终止密码子的区别
思考
2.如何把导入了目的基因的受体细胞筛选出来？（以四环素抗性基因为例）
1. 转化的概念：
目的基因进入_________内，并且在受体细胞内 和_____的过程
受体细胞
维持稳定
表达
①转基因植物用 ；
②转基因动物用 (一般不能用体细胞)；原因是： 。
③微生物常用 等。
微生物作为受体细胞的优点是 。
④要合成糖蛋白、有生物活性的分泌蛋白等则受体细胞为 ，
原因是 ；
⑤一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是 。
真核细胞
分泌蛋白等需内质网、高尔基体等的加工
2. 受体细胞的选择：
受精卵有发育的全能性
无核，无器，不能合成蛋白质
体细胞(叶、芽、根)或受精卵
受精卵
大肠杆菌、酵母菌
繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少，易于培养操作
三. 将目的基因导入受体细胞
教材P80-81和P88
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
方法
显微注射法；
病毒侵染法
感受态法
农杆菌转化法；
花粉管通道法；
基因枪法
3.转化的方法：
三. 将目的基因导入受体细胞
1、花粉管通道法
在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，滴加DNA(含目的基因)，使目的基因借助 进入受体细胞。
花粉管通道
花粉管通道法是我国科学家周光宇在1987年独创的。将重组DNA滴加到植物受粉后形成的花粉管通道内，进入卵细胞、合子或早期胚胎细胞中。此方法直接、简便且经济，已应用于水稻、小麦、棉花、大豆等多种植物中。
三. 将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入植物细胞
2、农杆菌转化法-双子叶植物
三. 将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入植物细胞
①农杆菌是一种土壤微生物，在自然条件下能感染 植物和 植物，一般不能感染 植物；
②农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞时，Ti质粒的 可转移至被侵染的细胞，并将其上整合到
。
双子叶
祼子
T-DNA
该细胞的染色体DNA上
单子叶
③随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种 植物也取得了成功。
④转入了目的基因的植物细胞，通过 技术可培育出转基因植株，
其原理是 。
单子叶
植物组织培养
植物细胞具有全能性
（1）转化原理
据图可知，目的基因发生了几次剪切和拼接？重组Ti质粒跨越了几层细胞膜？
两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上；
第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上。
两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；
第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。
2、农杆菌转化法-双子叶植物
三. 将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入植物细胞
（2）方法步骤：
取受精卵
显微注射
胚胎移植
提纯基因表达载体
1.显微注射法
三. 将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入动物细胞
科学家也用病毒DNA 与目的基因一起构建的载体，去感染受体动物细胞，也能使目的基因导入动物细胞内。如慢病毒载体、腺病毒载体等。
2.病毒侵染法
感受态法
三. 将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入微生物
使用Ca2+处理：
可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
过程
微生物作为受体细胞的优点：
繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少，易于培养操作
Ca2+处理细胞
感受态细胞
表达载体与感受态细胞混合
感受态细胞吸收DNA分子
大肠杆菌细胞
原核生物作为受体细胞产生的真核生物的蛋白质通常没有生物活性，需要在体外进行再加工。
是否可以确定目的基因进入了受体细胞并能维持稳定？
是否可以确定目的基因一定能够进行表达？
是否可以确定得到了新的性状？
是否可以确定转基因就成功了呢？
不一定！
目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
阅读教材P82,找出检测和鉴定的方法
四. 目的基因的检测与鉴定
方法1：PCR扩增
转基因生物
提取DNA
DNA作为模板
PCR操作
是否扩增出目的基因
M：marker；1-阳性质粒；
2：原始品系；3-9转Bt品系；
转Bt基因品系PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果
DNA半保留复制
原理：
一、分子水平的检测
1.检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因
四. 目的基因的检测与鉴定
电泳操作
一、分子水平的检测
1.检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因
四. 目的基因的检测与鉴定
方法2：DNA分子杂交技术
碱基互补配对
原理：
一段带放射性标记的、与目的基因互补的特异核苷酸序列。可以是DNA，也可以是由之转录而来的RNA，探针的长度可以包括整个基因，或基因的一部分。
基因探针：
原因：带标记的基因探针，与目的基因DNA单链在一定条件下互补配对，结合成双链，从而出现杂交带。
2.检测目的基因是否转录出了mRNA
方法：PCR扩增或分子杂交技术
RNA分子杂交(Northern Blot)流程图
Bt基因在抗虫棉中的表达
从左至右依次是苗期叶片、花铃期叶片，苞叶，花，雌雄蕊和铃壳
一、分子水平的检测
四. 目的基因的检测与鉴定
一、分子水平的检测
四. 目的基因的检测与鉴定
3.检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法：抗原-抗体杂交技术
苏云金芽孢杆菌
提取
Bt毒蛋白
注射小鼠体内
抗体
标记抗体
提取蛋白
电泳分离
抗原
抗体
杂交
转基因生物 检测方法 观察目标
抗虫植物 害虫吞食 害虫死亡
抗病毒(菌)植物 病毒(菌)感染 未侵染上病斑
抗盐植物 盐水浇灌 正常生长
抗除草剂植物 喷洒除草剂 正常生长
获取目的基因产物的 转基因生物 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 细胞产物功能
活性正常
常见转基因生物在个体水平上鉴定、检测的方法（列举如下表）
(1) 的接种实验。
(2)有的基因工程产品需要与天然产品的功能进行 。
抗虫或抗病
活性比较
四. 目的基因的检测与鉴定
二、个体水平的鉴定
类型 步骤 检测内容 方法
分子检测 第一步 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 PCR扩增
DNA分子杂交技术
第二步 目的基因是否转录出mRNA PCR扩增
分子杂交技术
第三步 目的基因是否翻译形成蛋白质 抗原-抗体杂交技术
个体水平鉴定 抗虫或抗病的接种实验抗性以及抗性程度 抗性检测； 基因工程产品与天然产品的功能活性比较 功能活性。
四. 目的基因的检测与鉴定
基因工程的基本操作程序
获取质粒、噬菌体等载体
筛选和获取目的基因
用限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段，然后用DNA连接酶连接，构建基因表达载体
将含有目的基因的表达载体导入受体细胞
检测和鉴定目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性
目的基因的筛选和获取-前提
利用PCR获取和扩增
化学方法人工合成
构建基因表达载体-核心
目的基因、启动子、终止子、标记基因
将目的基因导入受体细胞-关键
农杆菌转化法(植物)、显微注射法(动物) 、感受态细胞转化法(微生物);
目的基因的检测与鉴定-保证
分子检测：是否插入、转录、翻译
个体水平：是否具有抗性以及抗性强度等。
基因工程的基本操作程序（4个步骤）
1.在实际种植过程中，棉铃虫是否对转Bt基因的抗虫棉产生了严重的抗性？证据是什么？
科研人员对长江流域种植的转基因抗虫棉进行了监测，2011年的数据显示，大部分转基因抗虫棉品种的抗虫性属于中抗及高抗水平；2013年的数据表明，如果棉田周围存在大量天然庇护所，靶标害虫棉铃虫、红铃虫等并未对转Bt基因的抗虫棉产生明显抗性。在我国、澳大利亚、印度等国的多个实验室中，通过毒素的连续抗性筛选，已经培育出多个高抗水平的转基因抗虫棉品种。
到社会中去
2.科研工作者在没有发现棉铃虫出现抗性之前，就应该想办法应对。他们想出的延缓棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的措施有哪些？这些措施的原理是什么？有效吗？
科研人员想出的延缓棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的措施有很多，主要可以分为以下几个方面。
（1）基因策略。该策略是在分子水平上提高转基因抗虫棉的抗虫性和抗虫持久性。包括在棉花中转入多个杀虫基因、构建组织特异性表达的启动子、提高杀虫基因的表达量等。
（2）田间策略。这是在种植时采取的措施，如提供庇护所、与其他作物（非抗品种）轮作或套种等。
（3）国家宏观调控策略。该策略包括实施分区种植管理、加强抗性监测、 进行严格的安全生评价等。
到社会中去
1.研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述是否正确。
（1）afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因。 （ ）
（2）构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶（ ）
（3）只要检测出番茄细胞中含有afp基因，就代表抗冻番茄培育成功（ ）
2.利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述错误的是 （ ）
A.PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶
B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶
C.复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和 4种核糖核苷酸
√
×
×
练习与应用（P83）
一.概念检测
D
1.研究人员在研究转基因烟草中外源卡那霉素抗性基因的遗传稳定性时，发现44株转基因烟草中有4株该基因的遗传不符合孟德尔遗传规律，在它们的自交后代中出现了较多的没有卡那霉素抗性的植株。请查找相关资料，尝试对这个问题作出解释。
①插入位点不确定性：可能为单位点插入，或者同一染色体多位点插入，或者不同染色体多位点插入。大多数情况下，插入的位点难以做到定点插入；
②插入的拷贝数也是随机的。
③外源基因丢失、基因重排等也都可能影响外源基因的稳定性。
外源基因在转基因植物中的遗传是很复杂的。
练习与应用（P83）
二、拓展应用
2.八氢番茄红素合酶（其基因用psy表示） 和胡萝卜素脱饱和酶（其基因用crtⅠ表示）参与β-胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtⅠ基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β-胡萝卜素，由此生产出的大米称为 “黄金大米”。请根据以上信息回答下列问题。
练习与应用（P83）
二、拓展应用
（1）科学家在培育“黄金大米”时，将ctrⅠ和psy基因导入含pmi基因的质粒中，构建了质粒pSYN12424。该项研究的目的基因是 ，
标记基因是 ，质粒pSYN12424的作用是 。
ctrⅠ基因和psy基因
pmi基因
将目的基因送入水稻细胞
（2）在构建质粒载体时，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的识别序列？为什么？
不能。
如果目的基因序列中含有用到的限制酶的识别序列，限制酶可能将它切断。
(3)请查找相关资料，了解科学家为什么 要培育“黄金大米”以及当前关于“是否要推广 '黄金大米’”的各种争论。你还可以提出自己的看法，并与同学交流讨论。
维生素A在人体内具有非常重要的生理功能，对视力、骨骼生长、免疫功能等都有调节作用。但是，人体不能合成维生素A，需要从食物中摄取。维生素A缺乏症是南亚地区常见的由营养不良导致的疾病，该地区的居民一般以籼稻作为主食。β-胡萝ト素是维生素A的前体，在人体内它可以转化为维生素A。因此，科学家将两个参与β-胡萝ト素合成的酶的基因转入了籼稻中，使其胚乳中富含β-胡萝ト素，期望让人们通过日常食用主食就能补充足够量的维生素A，从而降低维生素A缺乏症的患病率。关于“是否要推广'黄金大米'”的争论主要围绕其安全性、有效性等方面展开
1.基因工程的操作步骤？核心？
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3.获取目的基因的方法？常用的方法？
4.PCR的全称？概念？原理？条件？过程（具体）？引物的作用
5.基因表达载体构建的目的？过程？
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启动子的本质、位置、功能？终止子的本质、位置、功能？
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目的基因导入微生物细胞时，如何处理细胞？目的？
目的基因导入植物细胞常用的方法？
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9.目的基因检测与鉴定：哪两个水平？分子水平要检测什么，各用方法？
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