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1、乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,专题一基因工程,1.1 DNA重组技术的基本工具,基因工程的概念,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切, 拼接, 导入,表达,基因重组,基因工程的概念,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接 导入,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗
2、虫特性),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二：,抗虫基因与运载体DNA连接,关键步骤三：,抗虫基因导入受体(棉花)细胞,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具：,基因的剪刀限制酶 基因的针线DNA连接酶 基因的运载工具运载体,DNA 重组技术的基本工具,“分子手术刀” 限制酶,“分子缝合针” DNA连接酶,“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进
3、行的，故名限制性核酸内切酶。,4000种。,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,T,磷酸二酯键,A,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,限制酶,什么叫黏性末端？,限制酶,什么叫黏性末端？,什么叫黏性末端？,被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,什么叫平末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,限制酶所识别的序列有什么特点？,图1-1 限制酶识别序列的中心轴线,限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱
4、基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。,二、 “分子缝合针” DNA连接酶,1、种类： 2、作用部位：,两类,磷酸二酯键,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,与DNA分子相关的酶 (1)几种酶的比较：,种类 项目,限制酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,解旋酶,作用底物,DNA分子,DNA分子片段,脱氧核苷酸,DNA分子,作用部位,磷酸二酯键,磷酸二酯键,磷酸二酯键,碱基对间的氢键,种类 项目,限制酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,解旋酶,作用 特点,切割目的基因及载体，能专一性
5、识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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,将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上,将DNA两条链之间的氢键打开,作用 结果,形成黏性末端或平末端,形成重组DNA分子,形成新的DNA分子,形成单链DNA分子,(2)限制酶与DNA连接酶的关系： 限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 DNA连接酶起作用时不需要模板。,三、 “分子运输车” 基因进入受体细胞的载体：,载体 (1)作用： 作为运载工具，将目的基因转移到宿
6、主细胞内； 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)具备的条件： 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； 有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接； 具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,(3)种类： 质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子； 噬菌体的衍生物； 动植物病毒。,1(2010全国卷)下列叙述符合基因工程概念的是() AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴 细胞中的抗体基因 B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得 能产生人干扰素的菌株 C用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获 得青霉素高产菌株
7、 D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合 到细菌DNA上,答案：B,解析：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是一种人为的操作过程。A项属于细胞工程；B项符合基因工程的概念；C项属于诱变育种；D项是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。,2(2010浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转 基因烟草过程中，下列操作错误的是 () A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,解析：限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；
8、目的基因与载体的连接由DNA连接酶催化连接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。,答案：A,3(2009浙江高考)下列关于基因工程的叙述，错误的是 () A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生 物活性 D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促 进目的基因的表达,解析：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶；大肠杆菌为原核生物，不含有内质网
9、和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物活性。运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达。,答案：D,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.9.620.9.6Sunday, September 6, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。02:21:3402:21:3402:219/6/2020 2:21:34 AM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。20.9.602:21:3402:21Sep-206-Sep-20 4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。02:21:3402:21:3402:2
10、1Sunday, September 6, 2020 5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.9.620.9.602:21:3402:21:34September 6, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年9月6日星期日上午2时21分34秒02:21:3420.9.6 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年9月上午2时21分20.9.602:21September 6, 2020 8、业余生活要有意义，不要越轨。2020年9月6日星期日2时21分34秒02:21:346 September 2020 9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不
11、息。上午2时21分34秒上午2时21分02:21:3420.9.6 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。9/6/2020 2:21:34 AM02:21:342020/9/6 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。9/6/2020 2:21 AM9/6/2020 2:21 AM20.9.620.9.6 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。6-Sep-206 September 202020.9.6 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Sunday, September 6, 20206-Sep-2020.9.6 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。20.9.602:21:346 September 202002:21,谢谢大家,
