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1、 设想设想1 1能否让植物也发出萤火虫般美能否让植物也发出萤火虫般美 丽的萤光？丽的萤光？能否让猪体内生产出人血？能否让猪体内生产出人血？设想设想2 2能否让能否让细菌细菌产生出人的胰岛素产生出人的胰岛素 、干扰素等珍贵的药物？、干扰素等珍贵的药物？设想设想3 3把这样的奇思妙想变为现实的是把这样的奇思妙想变为现实的是2020世纪世纪7070 年代兴起的高新科技年代兴起的高新科技基因工程基因工程基因工程的概念基因工程的概念又叫做基因拼接技术或DNA重组技术 。通俗的说，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 。
2、 基本原理:基因重组基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切拼接拼接 导入导入 表达表达抗虫棉普通棉转基因抗虫棉基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNADNA拼接拼接导入导入棉花细胞棉花细胞( (含含抗虫基因抗虫基因) )抗虫棉抗虫棉( (有有抗虫特性抗虫特性) )表
3、达实现上述步骤需要哪些工具？实现上述步骤需要哪些工具？实现上述步骤需要哪些工具？实现上述步骤需要哪些工具？基因的剪刀基因的剪刀DNADNA限制性内切酶限制性内切酶基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶基因的运载工具基因的运载工具运载体运载体主要是从主要是从微生物微生物中分离纯化出来的一种酶。能中分离纯化出来的一种酶。能 将将外来的外来的DNADNA切断，由于这种切割作用是在切断，由于这种切割作用是在 DNADNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶 。1 1、来源来源：一、限制性内切酶一、限制性内切酶“分子手术刀分子手术刀” ”2 2、种类种类： 20
4、0 200多种。多种。识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并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且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷磷 酸二酯键酸二酯键断开。断开。3 3、作用作用：氢键T磷 酸 二 酯 键1234512345A4 4、特点特点 ：特异性特异性：一种一种限制酶只能识别限制酶只能识别一种特定一种特定 的核苷酸序列，并且有特定的切割位点。的核苷酸序列，并且有特定的切割位点。例如：例如： 大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶EcoRIEcoRI , ,能能 识别识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在GG和
5、和A A之间切开。之间切开。5 5、结果结果：将将DNADNA切成切成DNADNA片段，产生片段，产生黏性末端黏性末端。大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶EcoRIEcoRI, , 能识别能识别 GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在GG和和A A之间切开。之间切开。什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？限制限制 酶酶 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口两条单链的切口 ，带有几个，带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好 互补配对互补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。
6、1 1、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？酶切几个切口？可产生几个黏性末端？思考与讨论思考与讨论: :要切两个切口，产生四个黏性末端要切两个切口，产生四个黏性末端2 2、如果把两种来源不同的、如果把两种来源不同的DNADNA用同一种限制用同一种限制 酶来切割，结果会怎样呢？酶来切割，结果会怎样呢？会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性 末端黏合起来，就可以形成重组的末端黏合起来，就可以形成重组的DNADNA分子分子GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTCATGAAT
7、TCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 含目的基因的DNA片段另外的DNA片段重组DNA分子片段EcoRIEcoRIEcoRIEcoRI基因的针线DNA连接酶问题:将切下来的DNA片段拼接成 新的DNA分子可以用什么酶? 二、二、 DNADNA连接酶连接酶 “ “分子缝合针分子缝合针” ” 1、种类：2、作用：两类Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 3、作用部位：将两个DNA片段的缺口连接起来，恢复被限
8、制酶 切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA聚合酶只是将一个个脱氧核苷酸 加到DNA单链上(DNA复制）；而DNA 连接酶是将两个DNA片段的缺口连接 起来（基因工程）。相同点 ：都是形成磷酸二酯键主要区别：讨论2、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 含目的基因的DNA片段运载体DNA片段重组DNA分子片段EcoR
9、IEcoRIEcoRIEcoRI三、基因进入受体细胞的载体分子运输车思考：思考：外源基因外源基因( (如抗虫基因如抗虫基因) )怎样才能导入受体怎样才能导入受体 细胞细胞( (如棉花细胞如棉花细胞) )？基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车” ”假如目的基因导入受体细胞后不能复制将 怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，我们肉眼看 不到，如何鉴定？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？我们敢 选用从霍乱弧菌中的质粒来做载体吗？思考 ：作为载体的必要条件:1、能自我复制 2、有一个或多个酶切割位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害种类：质粒、噬
10、菌体和动植物病毒( (便于进行鉴定和筛选便于进行鉴定和筛选) )( (以便外源基因插入以便外源基因插入) )质粒的特点：1.是一种裸露的、 结构简单、独立于细 胞染色体（或拟核 DNA分子）外能自我 复制的小型双链环状 DNA分子。能复制并带着插 入的目的基因一 起复制有切割位点有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。在基因工程中，切割运载体和含有目的基因 的DNA片段，需使用 A. 同种限制酶 B. 两种限制酶 C. 同种连接酶 D. 两种连接酶不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是A A、能复制能复制 （ ）B B、有多个限制酶切点有多个限制酶切
11、点 C C、具有标记基因具有标记基因D D、它是环状它是环状DNADNA基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上进行设计施工分子水平上进行设计施工 的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基 互补配对的步骤是互补配对的步骤是A A、人工合成目的基因人工合成目的基因 B B、目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合C C、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 D D、目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达DNA重组技术的基本工具 ：本节小结：分子手术刀限制性内切酶分子缝合针分子缝合针DNADNA连接酶连接酶分子运输车分子运输车运载体运载体限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4 个碱基，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。限制酶识别序列的中心轴线
