第6章 转基因技术

第一讲转基因技术1．1 基因工程的理论基础1．基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

2．理论基础（1）基因拼接的理论基础：①DNA是生物的主要遗传物质；②DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸；③双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。

（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中心法则阐述的信息流动方向；③生物界共用一套遗传密码。

1．2 DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶：“分子手术刀”（1）来源：主要从原核生物分离纯化出来。

（2）作用：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列；并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

（3）举例：Eco RⅠ限制酶SmaⅠ限制酶2．DNA连接酶：“分子缝合针”（1）作用：将双链DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（2）类型：①E·coli DNA连接酶：从大肠杆菌中分离得到的，只能连接互补的黏性末端，不能连接平末端。

②T4DNA连接酶：从T4噬菌体中分离出来的，既能连接互补的黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率比较低。

3．基因进入受体细胞的载体：“分子运输车”（1）具备条件：①能在宿主细胞内稳定保存并复制；②有一个至多个限制酶切割位点，以便与外源基因相连；③有标记基因，以便进行筛选。

（2）常用载体：质粒、噬菌体和动植物病毒的DNA。

例题精讲【例1】与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是（）A．反转录酶B．RNA聚合酶C．DNA连接酶D．解旋酶【答案】C【例2】下列粘性末端属于同一种限制性内切酶切割而成的是（）A．①③B．②③C．③④D．②④【答案】A【例3】图示某DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是（）A．①②③可形成DNA的基本组成单位B．④在基因中的排列顺序包含着遗传信息C．DNA复制时解旋酶作用于⑤D．DNA连接酶可连接⑤处断裂的化学键【答案】D【例4】现有一长度为1000碱基对(bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco RⅠ酶切后得到的DNA 分子仍是1000 bp，用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用Eco RⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。

【转基因技术阅读理解题及答案】阅读理解题及答案转基因技术阅读理解题及答案转基因技术阅读理解题及答案《转基因技术》阅读原文①所谓转基因技术，就是把含有特定遗传信息的基因从一种生物中提取出来，然后转移到受体生物中去，使后者产生遗传改变，并形成新的品种的技术。

②基因的转移过程，在自然界就有。

自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过对作物的遗传改良。

传统育种技术主要通过有性杂交和自然界产生的突变，通过人工选择培育出新的品种。

比如我们现在吃的小麦，就含有燕麦草和黑麦的成分。

不过，传统种植技术的目标性不强，基因的转移也只能在物种内进行。

转基因技术目标性强，可以实现跨物种之间的特定基因转移，方便简捷。

比如，目前我国已经培育成功的抗鳞翅目害虫水稻，水稻是不具有抗鳞翅目害虫特性的，但通过转基因技术，跨物种加入了抗虫的基因片段，它就不怕稻螟了。

③随着世界人口的增长，粮食需求逐年增长，但世界的粮食种植面积是基本恒定的，有时还会减少。

转基因技术的发明，为人类改良农作物品种，提高生产效率，提供了更为广阔的途径。

目前在国外，大豆、油菜、玉米都广泛使用了转基因技术，转基因大豆，已占世界大豆种植总面积的一半以上。

④转基因技术本身是中性的。

看一种转基因食品的风险，要看转到受体物种上的是什么基因，对受体物种有什么影响：如果转的基因是毒素基因，当然对人类有危害。

如果转的基因是降解植物本身含有的毒素，这个转基因食品就降低了对人类的风险。

天天食用打农药的食物，比食用具有抗虫基因的食物，哪一种更安全如果有一种西红柿含有多种保健物质，你是花费上千元买保健品，还是吃廉价的西红柿⑤转基因技术有着很严格的技术规范，安全性是有保证的。

培育转基因品种，事先要经过科学的设计，品种培育出来之后，要经过中间试验、环境释放、生产性试验的监测、评估。

每个阶段都需要两年左右的时间，由专业人员按照一定的标准进行。

三个阶段完成之后，还要把结果送交农业部审批，由农业部组织各方专家进行综合评估，取得商业化许可证后，方可进行大面积推广。

第六章基因重组与基因工程教学大纲要求1.熟悉基因工程、基因文库、载体、限制性核酸内切酶、PCR等概念；2.掌握以质粒为载体进行DNA克隆的基本过程；3.了解重组DNA技术在医学上的应用。

教材内容精要一、自然界的基因转移和重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种演变、进化的基础。

基因重组的方式有：接合作用、转化、转导、转座。

1．接合作用(Conjugation) 当细胞(细菌)与细胞(细菌)相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞(细菌)转移到另一个细胞(细菌)。

2．转化与转导作用(1)转化作用(Transformation)：由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变或使宿主细胞获得新的遗传表型的过程，称为转化作用。

(2)转导作用(Transduction)：当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来，再次感染另一(受体)细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。

3．转座(转位)(Transposition) 可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。

故由插入序列和转座子介导的基因转移或重排称转座。

转座是指一个或一组基因从一个位置转到基因组的另一个位置。

可分为插入序列(insertionsequenceIS)转座和转座予(transposons)转座。

4．基因重组不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。

基因重组有两种类型：位点特异的重组(sitespecial recombmatlon)和同源重组(homologous recomblnation)。

二、重组DNA技术’1．重组DNA技术的相关概念(1)DNA克隆：克隆(Clone)就是来自同一个体的相同的集合。

DNA克隆（DNA clone）：应用酶学方法在体外将目的基因与载体DNA结合成一具有自我复制能力的重组DNA分子，通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增，提取获得大量同一DNA分子的过程。

转基因技术的原理转基因技术是一种常用于改良作物、生物制品和生命体的创新技术。

它通过改变生物体的遗传物质（DNA）来创造新的性状或增强现有性状。

转基因技术的原理基于两个关键步骤：基因分离和基因重组。

基因分离是转基因技术的第一步。

科学家会从一个生物体中分离出感兴趣的基因。

这个过程需要使用酶来切割DNA分子，将目标基因从整个染色体中分离出来。

基因分离通常需要在专门的实验室中进行，并且需要遵循一系列的实验操作步骤。

在分离基因的过程中，科学家会选择和标记目标基因，以便在后续的研究中更容易识别和操作。

基因重组是转基因技术的关键步骤之一。

在基因重组中，科学家将目标基因插入到一个载体DNA中，这个载体DNA一般是细菌或酵母等微生物的遗传物质。

然后，这个载体DNA被转移到目标生物体中，使得目标基因能够在目标生物体中进行表达。

基因重组可以通过多种方法实现，其中最常用的是利用特殊的酶称为限制性内切酶来切割DNA。

限制性内切酶可以识别和切割DNA分子中的特定序列。

如果目标基因和载体DNA都被相同的限制性内切酶切割，它们可以通过互相连接来重组。

这个过程通常需要使用DNA连接酶来连接DNA分子，生成一个重组DNA分子。

完成基因重组后，科学家需要将这个重组DNA转移到目标生物体中。

这个过程通常称为转染。

转染可以通过多种方法实现，包括通过细菌感染、载体颗粒注射和基因枪等技术。

这种转染过程能够使得目标基因稳定地插入到目标生物体的染色体中。

一旦转染完成，目标基因就被整合到了目标生物体的遗传物质中，并且能够在目标生物体中进行表达。

这样，目标生物体就会表现出与被转移基因性状相关的变化。

转基因技术的原理基于基因分离和基因重组这两个关键步骤。

通过这种技术，科学家能够将不同物种的基因组合到一起，创造出新的生物体或改变现有生物体的性状。

这项技术在农业、医学和生物制药等领域中具有广泛应用和潜力，为人类带来了许多机会和挑战。