思考转基因抗虫棉的大致培育过程(精)
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理是通过基因工程技术将特定的抗虫基因导入到棉花植株中，使这些植株能够抵抗一定的害虫攻击。
这些抗虫基因可以来自于其他植物、微生物或动物的抗虫基因。
具体而言，抗虫棉培育的步骤如下：
1. 确定目标虫害：首先需要确定目标虫害种类，例如棉铃虫（Helicoverpa armigera）或蚜虫等，以便选择合适的抗虫基因。
2. 筛选抗虫基因：从其他物种中筛选和鉴定抗虫基因。
这些基因可能具有杀虫或抑制虫害发生的功能。
3. 克隆抗虫基因：使用分子生物学技术克隆所筛选的抗虫基因，并在适当的载体上构建基因表达载体。
4. 转化棉花植株：将构建好的基因表达载体导入到棉花植株中。
这可以通过注射、农杆菌介导转化等方式实现。
5. 培育转基因棉花植株：经过转化的棉花植株经过愈伤组织培养、再生以及筛选等步骤，获得具有抗虫基因的转基因棉花植株。
6. 遗传稳定性测试：通过遗传稳定性测试，筛选出稳定的抗虫转基因棉花植株。
7. 田间试验与商业化推广：将获得的抗虫转基因棉花植株进行室内和田间试验，测试其抗虫性能以及对其他性状的影响。
如果试验结果良好，可以考虑商业化推广。
通过抗虫棉培育，科学家们可以提高棉花的耐虫性，减少农药使用量，并降低棉农的经济负担，同时也有助于减少对环境的污染。
抗虫棉的培育
抗虫棉的培育一、研究背景生物技术是70年代新崛起的一门横跨微生物、遗传、生化、免疫、发酵技术等的边缘学科，融合现代新技术，并通过技术手段利用生物质或生物过程，生产有用物的一门综合性科学体系。
国内外科学家纷纷预言，现代生物工程比原子能、电子计算机更加重要，是21世纪发展最迅速的高新朝阳产业和支柱产业，它的发展水平标志着一个国家科学技术水平，是现代高科技的核心技术。
农业是生物技术应用最广阔的领域之一，随着分子生物学，分子遗传学等学科的发展，基因工程正在与常规技术以及其它新兴学科相联结，当前，基因工程在国际上已成为生物技术的前沿学科。
在农业中应用现代生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物，以及畜禽、林木、鱼类等新品种；可以进行再生能源的利用，解决能源短缺问题；可以扩大食物、饲料、药品来源，满足人类日益增长的需要；可以进行无废物的良性循环，减少环境污染，充分利用各种资源；也可以利用快速繁殖动植物的方法，提高农业生产效率。
在农业中，转基因植物的研究开发最为突出，1983年转基因植物问世，1994年耐储藏番茄最先获准上市，1996～1999年全世界转基因作物生产面积由170万公1/ 13顷增加到3990万公顷（张敏恒，20XX年），四年间增长了23倍。
预计到20XX年，农业生物技术产品的销售额将增长到110～150亿美元，占传统农产品市场的10％～15％。
在转基因植物领域，我国已批准转基因抗虫棉、转基因耐储藏番茄等6件转基因植物商品化，其中5件是我国自主开发的，现在已成为全球转基因作物推广面积最大的国家之一（科技部生物技术产业发展战略研究组，20XX年）。
生物病虫害，尤其是棉铃虫等鳞翅目害虫啃蛀棉杆，蚕食棉叶，钻蛀棉桃，对棉花危害极大，1991~1994年在北方棉区和长江流域棉区每年造成高达60亿元以上的经济损失(贾士荣，1996)，多年来依靠甚至无节制的滥用化学杀虫剂已经造成了一系列的负面效应，生态环境遭到威胁，害虫抗药性连年激增，人畜中毒现象频繁发生，这些都使我国植棉业产量大幅度下降，并严重影响到纺织业及出口创汇的稳定发展。
基因工程的基本步骤
解读基因工程的基本步骤（以培育抗虫棉为例）：1.培育转基因抗虫棉的技术流程：⑴提取目的基因（抗虫基因）：⑵目的基因与运载体结合：⑶目的基因导入受体细胞：⑷目的基因的检测与表达：2.重点理解基因工程基本内容的五个要点：⑴基因工程的基本内容大致是：① 提取目的基因：获取目的基因是基因工程研究和应用的关键内容之一。
获取原核细胞的目的基因通常用鸟枪法，也可以用人工合成法。
获取真核细胞的目的基因一般用人工合成法。
单个目的基因在整个基因组中所占的比例极其微小，除少数例外，绝大多数基因难以直接分离得到。
为了解决这个难题，一种可行的方法就是将这个基因扩增，增加成功分离目的基因的可能性。
但是由于要分离的目的基因往往是未知基因，因此无法苏云金芽孢杆菌（供体细胞的DNA ） 许多DNA 片段 （含有抗虫基因） 质粒 （运载体） 限制酶含抗虫基因的细胞 载入 扩增 培养选择含重组质粒的土壤农杆菌 离体棉花叶片组织（受体细胞）侵 染 离体棉花叶片组织（受体细胞） 愈伤组织 再生植株转基因抗虫棉植株（表现出特定性状）分化 诱导选择 检测对它进行特异性扩增，而只能对所有的基因进行扩增。
然后再根据不同的方法将所需的克隆基因筛选出来，最后分离得到目的基因。
故获取的目的基因需要进行扩增和分离（方法多种且复杂）。
②将目的基因与运载体结合：用同一种限制酶切割运载体与目的基因，再将目的基因与能够自我复制并具有选择标记的运载体在体外利用连接酶连接，形成重组DNA分子。
限制性内切酶和连接酶是基因工程关键的工具酶。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
DNA连接酶用于连接各种DNA片段，使不同基因重组。
③将目的基因导入受体细胞：用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
目的基因进入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制。
目的基因与运载体在体外连接重组后形成重组DNA分子，该重组DNA 分子必须导入适宜的受体细胞中方能使外源目的基因得以大量扩增或表达。
第三章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
第2节基因工程的基本操作程序一、目的基因的筛选与获取1．培育转基因抗虫棉的四个步骤(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。
2．目的基因的筛选与获取目的基因：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的基因。
主要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。
(1)筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
(2)利用PCR获取和扩增目的基因①PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
②目的：快速扩增目的基因。
③原理：DNA半保留复制。
④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
⑤过程a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。
b．复性：温度下降至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：温度升至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。
⑥结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。
⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。
⑧仪器：PCR扩增仪。
(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。
【强化记忆】图1、图2分别是PCR扩增技术相关过程，请思考回答：(1)图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？提示第3轮。
(2)图2是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。
提示第1组：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)高中生物选修三“基因工程”综合练习1. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）请回答下列有关基因工程和胚胎工程的问题：（2）在基因表达载体中，启动子是_______________识别并结合的部位。
若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是______________。
（3）将目的基因导入微生物常用____________处理受体细胞，使之变成感受态细胞。
我国科学家发明的将目的基因导入植物细胞的方法是________________。
（4）研究还发现胚胎干细胞可以诱导分化为造血干细胞，这体现了胚胎干细胞具有__________。
临床上常用诱导干细胞定向分化的方法修补损伤或衰老的组织器官，从而解决了___________问题。
谜底：（1）PCR技术（1分）化学方法直接人工合成目的基因（2）RNA聚合酶大肠杆菌（或细菌）（3）Ca（或CaCl2）花粉管通道法（4）发育的万能性供体器官缺乏（或器官移植后免疫排斥反应）2. [选修三：当代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）荒漠齿肋赤藓具有超强耐旱能力的原因是其含有抗旱基因ScALDH21。
科研人员提出两种提高棉花抗旱能力的途径，回答下列相关问题:（1）第一条途径：利用酶从荒漠齿肋赤藓中提取目的基因，即。
科研人员将目的基因整合到Ti质粒的上，常利用法导入棉花的叶肉细胞。
最后，将含目的基因的棉花叶肉细胞培育成转基因植株。
（2）第二条途径：可通过技术获得荒漠齿肋赤藓与棉花的杂种植物。
在该方法中，荒漠齿肋赤藓细胞与棉花细胞融合前需用酶去除细胞壁，常用诱导两原生质体融合成杂种细胞的化学试剂为。
该技术利用的主要原理有。
答案：（1）限制（1分）抗旱基因ScALDH21T-DNA （或可转移DNA）农杆菌转化（2）植物体细胞杂交纤维素酶和果胶聚乙二醇（或PEG）细胞膜的流动性和细胞的全能性3. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）逆转录病毒载体是目前应用较多的动物基因工程载体之一。
抗虫棉的培育过程
抗虫棉的培育过程
抗虫棉的培育过程通常包括以下步骤：
1. 遴选抗虫基因：研究人员通过对不同棉花品种进行筛选和鉴定，选择具有抗虫性的品种作为杂交亲本。
2. 杂交组合：选取具有抗虫特性的亲本进行杂交，得到新的杂交种。
3. 繁殖和选择：将杂交后的种子进行大规模繁殖，同时根据抗虫性状进行选择，筛选出表现优异的个体。
4. 系统选育：在选育过程中，利用遗传学和分子生物学等手段对抗虫基因进行鉴定和分析，并根据需要进行进一步的杂交和选择。
5. 培育纯系：经过多轮的杂交和选择后，选取表现最优的个体进行自交，逐渐培育出纯系亲本。
6. 试验和评价：将已经培育出的抗虫纯系进行大面积的试验种植，观察其抗虫性状和产量等特性，并对其进行综合评价。
7. 商业化生产：当培育出的抗虫纯系经过多次试验和评价，达到商业化生产的要求后，可以将其推广和应用于棉花种植生产中。
总之，抗虫棉的培育过程是一个长期而复杂的过程，需要经过
多个阶段的筛选、杂交和选择，并结合现代生物技术手段进行深入研究和评价，以获得具有抗虫性和良好经济性状的新品种。
思考转基因抗虫棉的大致培育过程精
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
转化
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞
显微注射技术
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
转化
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞
显微注射技术
3.将目的基因导入微生物细胞
Ca2+处理
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将含有某种生物不同基因的许多DNA片断导入到受体菌的群体中各个受体菌分别含有这种生物的不同基因称为基因基因 基因组
部分基因 (CDNA)某生物体内全部DNA 许多DNA载体连接 导入基因组某种生物某个时期的mRNA
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思考转基因抗虫棉的大致培育过程精
一、目的基因的获取
主要的基因 3、化学方法人工合成
获取转录
受体菌群体
与运载体连接 导入部分基因 cDNA2、利用PCR技术扩增目的基因
聚合酶链式反应在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术可以获得大量的目的基因
循环
变性
退火
延伸
二.基因表达载体的构建-----------核心
基因表达载体的构建过程
质粒
DNA分子
限制酶处理
两个切口 获得目的基因
DNA连接酶
重组DNA分子重组质粒
转基因抗虫棉的培育过程
转基因抗虫棉的培育过程随着全球人口的增长和农业需求的增加，农作物病虫害问题日益突出，传统农药防治手段面临着限制和挑战。
为了解决这一问题，科学家们研究出了转基因技术，通过转基因技术培育出抗虫棉，从而提高棉花产量和质量，降低农药使用量，减少环境污染。
转基因抗虫棉的培育过程主要包括以下几个步骤：1.选取抗虫基因：选择具有抗虫特性的基因作为转基因抗虫棉的材料。
这些基因可以通过自然产生的抗虫物质，在转基因抗虫棉中发挥相同的功能。
常用的抗虫基因包括Bt基因、Cry基因等。
2.构建转基因质粒：将选取的抗虫基因与转基因质粒载体进行连接。
转基因质粒是一种具有特定功能的DNA分子，可以将选取的基因导入到棉花细胞中。
常用的转基因质粒载体有pBI121、pCAMBIA1300等。
3.转化棉花胚性培养：将转基因质粒导入到棉花胚性组织中。
首先，通过切割幼嫩的棉花胚珠，得到碎片组织。
然后，将转基因质粒通过基因枪等手段导入到棉花胚性组织内。
转基因质粒会与棉花细胞的染色体融合，形成转基因组织。
4.再生植株培养：将转基因组织培养在含有适宜营养物质的培养基上进行培养。
转基因组织经过分裂和分化，最终发育为幼苗。
经过再生培养，可以得到许多转基因植株。
5.筛选抗虫转基因植株：通过PCR等分子生物学技术，筛选出带有抗虫基因的转基因棉花植株。
这些植株具有抗虫特性，可以抵抗常见的棉铃虫等害虫的攻击。
6.比较试验：将抗虫转基因植株与常规棉花品种进行比较试验。
比较试验包括生长特性、产量、纤维品质等方面的比较。
通过比较试验，可以评估抗虫转基因棉花的效果和优势。
7.田间试验：在田间条件下进行转基因抗虫棉的试验种植。
通过观察和分析抗虫转基因棉花在实际生长环境下的表现，可以更全面地评估其抗虫效果和农艺特性。
8.安全评估：进行对抗虫转基因棉花的安全评估，包括食品安全、环境影响等方面。
确保转基因抗虫棉花对人体和环境的影响符合安全标准。
9.市场推广：在安全评估通过后，将转基因抗虫棉花推广到市场。
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基因表达载体的构建过程
质粒 同一种
DNA分子 限制酶处理
一个切口 两个黏性末端
两个切口 获得目的基因 DNA连接酶
重组DNA分子（重组质粒）
三、将目的基因导入受体细胞
转化
• 常用的受体细胞：
有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
农杆菌转化法 基因枪法
转化
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞 显微注射技术
3.将目的基因导入微生物细胞
Ca2+处理
四、目的基因的检测与鉴定
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因
检测—
DNA分子杂交
②检测目的基因是否转录出了mRNA
分子杂交（注意与上不同之处）
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
基因工程的基本操作程序
思考:转基因抗虫棉的大致 培育过程?
一、目的基因的获取 二、基因表达载体的构建 三、将目的基因导入受体细胞
四、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
主要是编码蛋白质的结构基因的基因 3、化学方法人工合成
与运载体连接 导入
许多DNA片段
与运载体连接 导入
受体菌群体受体菌群体基因组部分基因 （cDNA）
2、利用PCR技术扩增目的基因 聚合酶链式反应，在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。可以获得大量的目的基 因。
循环
变性
退火
延伸
二.基因表达载体的构建--许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体某生物体内全部DNA
限制酶
某种生物某个时期的mRNA
反转录 cDNA
抗原—抗体杂交
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
三、将目的基因导入受体细胞
转化
1.将目的基因导入植物细胞----农杆菌转化法 农杆菌转化法 基因枪法
花粉管通道法
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
农杆菌转化法 基因枪法
转化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞 显微注射技术
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞