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1、 三文鱼原是西餐和日本料理的 主要原料，不仅味道鲜美，而且富 含有益心血管健康的奥米伽-3脂肪 酸。三文鱼种类不少，在国内市场 上最常见的是大西洋鲑，野生的大 西洋鲑因为过度捕捞，已濒临灭绝 ，市场上卖的大西洋鲑99以上是 人工养殖的。大西洋鲑的生长速度缓慢，第一 年体重只增加2030克，一般要 养三年才能上市。因此可以给大西 洋鲑转入体型最大的三文鱼大 鳞大麻哈鱼的生长激素基因。转基因鱼剪切拼接导入表达（三）将重组（三）将重组DNADNA分子导入分子导入（四）目的基因的检测和表达（四）目的基因的检测和表达转基因鱼的构建（一）获得（一）获得大麻哈鱼生长激素基因大麻哈鱼生长激素基因目的基因目的基
2、因（二）形成（二）形成大西洋鲑受精卵大西洋鲑受精卵 受体细胞受体细胞鱼类因其产卵量大且体外受精而成为研究转基因动物 的最佳入选动物 。（外源基因 ）运载体运载体DNA+DNA+目的基因目的基因 重组重组DNADNA分子分子把生物的遗传物质DNA分离出来，在生物体外，通过对DNA分子进行剪切、拼接，对生物的基因进行改造和重组，然后将重组的DNA（基因）导入适当的受体细胞内，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物（蛋白质、多肽、酶等）。基因工程的概念其核心是构建重组DNA分子广义：把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其 产生我们需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状 。（重组DN
3、A技术）生物体外生物体外基因基因分子水平分子水平产生人类需要的基因产物产生人类需要的基因产物基因重组基因重组操作环境：操作环境：操作对象：操作对象：操作水平：操作水平：基本原理：基本原理：工程结果：工程结果：让目的基因在宿主细胞中稳定高效地表达让目的基因在宿主细胞中稳定高效地表达操作目的：操作目的：基本过程：基本过程：剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达从此大西洋鲑的身上得到了世界上从没有过的基因？从此大西洋鲑的身上得到了世界上从没有过的基因？（不产生新基因，产生（不产生新基因，产生 新物种吗？）新物种吗？）经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立 了可以定向改造生物的新技术基因工程。l
4、理论基础DNA是遗传物质的发现 DNA双螺旋结构的确立 遗传信息传递方式(中心法则)的认定使来自异种生物的DNA拼接成为可能 使基因在异种生物 细胞内表达成为可能基因工程的诞生l技术保障基因工程工具 的发现和应用 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体DNA工具酶思考：思考： 如何将大马哈鱼细胞内的生长素基因从它的DNA分子 中切割下来？ 如何将切下来的生长素基因与运载体DNA连接起来？ 如何将重组的DNA运送到大西洋鲑细胞？ 需要切割DNA的工具（分子手术刀）需要连接DNA片断的工具 （分子缝合针）需要基因转移的工具（分子运输车） 限制性核酸内切酶DNA连接酶基因载体工 具 酶最初从原核生物中
5、分离，后来在酵母菌中 也有发现(针对外来DNA，保护自身免受外源 DNA入侵) 4000种，常用200多种。1、来源： 2、种类：3、作用：一、限制性核酸内切酶 “分子手术刀”（简称限制酶 ）对DNA特定的核苷酸序列进行识别和切割基因工程的基本工具 能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列 的酶 。思考能否切割烟草花叶病毒上人们想要的目的基因？重播4、作用部位：磷酸二酯键专一性-识别特定的序列、有特定的切点5、作用特点：EcoRI识别GAATTC序列，并在G和A之间切开限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸， 他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为粘性末端。 55553
6、333专一性-识别特定的序列、有特定的切点回文 序列平末端：平切粘性末端：错切作用结果 ：下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的 是( ) A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸 序列 B限制性内切酶的活性受温度影响 C限制性内切酶能识别和切割RNA D限制性内切酶可从原核生物中提取C假设某病毒的一段序列如下图所示，其中某部位 可被限制性内切酶A识别并切割，则限制性内切酶A 识别的序列为以下哪个？CGTCATCGATGATGCAGCTCGCAGTAGCTACTACGTCGAG(A) ATGATG (B) ATCGAT (C) TGCAGC (D) CAGCTC【答案：B】（多
7、选）某DNA分子中含有某限制性核酸内切酶的一个 识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两 个DNA片段是（ ）CDCDDNADNA55333355外源基因外源基因G C AG C AT TT G CT G CA AA C GA C GT TC G TC G TA AG C AG C AT TT G CT G CA A55333355注意：一般情况下，在获得目的基因的过程中，用一 种或两种的限制性内切酶来酶切。思考：思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核 酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切 割，会
8、怎样呢？会产生相同的黏性末端。 如果让两者的黏性末端通过氢键连接起来，是否就可以形成重组的DNA分子了？ 基因工程的基本工具2、DNA连接酶（T4噬菌体、大肠杆菌）两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键 连接部位：具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来，形成 重组DNA分子。 结果：限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，只是一个是切开，一个是连接注意：CGGCCGTTAAAATTGCTATA氢键的断裂与形成与限制酶、DNA连接酶无关。 专一性？CGGCCGTATAATATGCGCGCTAATCGTATAATATGCTATAEcoRIEcoRICGGCCGTT A AA A TTGCGCGC
9、TAATCGTT A AA A TTGCTATACGGCCGTTAAAATTGCTATA用同一种限制酶来切割两种来源不同的DNA， 会产生相同的黏性末端。思考：思考： 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几个磷酸二酯键？ 2个 用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ 4个 外源基因（如生长激素基因）怎样才能运送到受体 细胞（如大西洋鲑鱼细胞）？需要“分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因工程的基本工具3、基因载体（运载体） 作为运载工具，将外源基因送入受体细胞。 作用：条件：能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存有一个或多个限制酶切点，可使外源基因插入其中 具有某些遗传标记基因，以便进
10、行筛选对受体细胞无害 质粒（最常用）、噬菌体和某些动植物病毒种类：启动子：位于基因的首端的一段 特殊的DNA片断，它是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能 驱动基因转录出mRNA，最终获得 蛋白质终止子：位于基因的尾端的一段 特殊的DNA片断，能终止mRNA的 转录标记基因的作用是为了鉴别受体 细胞中是否含有目的基因，从而 将有目的基因的细胞筛选出来基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子 +终止子+标记基因思考：思考： 假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？ 作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样？ 外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？会在细
11、胞增殖中丢失 外源的基因不可能插入 如果载体上有遗传标记基因，就可通过标记基因 的表达来检测。 将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的外源基 因也可能无法表达。 质质 粒粒细菌及酵母菌等。最常用 的是大肠杆菌的质粒。来源：本质：特点：染色体外的小型双链 环状DNA分子。能自我复制； 常具有抗生素抗性 基因(标记基因)； 其存在对宿主细胞 无影响。 可以检测 质粒是否导入了受体细胞思考：思考： 质粒上存在的标记基因有什么用途？ 要想将某个特定基因与 质粒相连，需要用几种限 制性核酸内切酶处理？同1种或同两种练习：练习：1、科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术 基因工程，实施该工程的最终目的
12、是A. 定向提取生物体的DNA分子 B. 定向地对DNA分子进行“剪切”C. 在生物体外对DNA分子进行改造 D. 定向地改造生物的遗传性状【答案：D】2、以下说法正确的是A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D、基因控制的性状都能在后代表现出来【答案：C】练习：练习：4、基因工程又叫重组DNA技术。假设以大肠杆菌质粒作为 基因载体，并以同一种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因 ，将切割后的载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶 。连接产物至少有 种环状DNA分子(假设两两结合)，它
13、 们分别是： 3运载体与运载体相连、目的基因与目的基因 相连、运载体与目的基因相连3、人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基 因，该抗性基因的主要作用是A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B.有利于对目的基因是否导入受体细胞进行检测C.增加质粒分子的分子量 D.便于与外源基因连接【答案：B】5、下图是将人的生长激素基因导入B细胞内制造“工程菌”示 意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含 质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。 请回答下列问题： (1)若把通过鉴定证明导入了 普通质粒A或重组质粒的细菌 放在含有氨苄青霉素的培养 基上培养，会发生
14、的现象是：其原理是： (2)导入B细胞中的目的基因成 功表达的标志是：有的能生长,有的不能生长普通质粒含氨苄青霉素基因； 重组质粒氨苄青霉素基因被 破坏。能合成人的生长激素限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性 内切酶的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶的 一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。 请画出质粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。 请画出目的基因两侧被限制酶切割后所形成的黏性末端。在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的 黏性末端能否连接起来？为什么？能。因为由两种限制性切割后所形成的粘性末端是相同的。练习练习1、下图图表示一项项重要的生物技术术，对
15、图对图 中 物质质a、b、c、d的描述，判断正误误Aa通常存在于细细菌体内，目前尚未发现发现 真核生物体内 有类类似的结结构 Bb识别识别 特定的核苷酸序列，并将A与T之间间的氢键氢键 切开 Cc连连接双链间链间 的A和T，使黏性末端处处碱基互补补配对对 抗生素 抗性基 因SmaIBamH IHind IIIEcoR IEcoR IEcoR IBamH IHind IIISma I目的基因质粒1. 图中的质粒和 外源DNA构建重组 质粒,能不能使用 SmaI切割?为什么?2.若将图中的目的基因插入 载体,需要用哪一种限制酶 同时切割载体和目的基因?3.与只使用EcoRI相比较 ,使用BamHI和Hind两 种限制酶同时处理质粒 、外源DNA的优点是什么 ？A A T T CGGC T T A A用两种限制酶防止目的基因与载体的自身环化。GAATTCC TGAATG A T C CGAT T C G A1、只使用EcoRI2、使用BamHI和HindGC T T A AA A T T CG载体A A T T CGGC T T A A目的 基因ATCTAG5533目的 基因GATCTA5 A A
