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1、基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因决定性状（一 ）q 青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素 1基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因决定性状（二）q 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮2基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因决定性状（三 ）q 家蚕能够吐出蚕丝为人类利 用3基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心定向基因改造设想 设想设想 一一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮 ？能否让细菌能否让细菌“ “
2、吐出吐出” ”蚕丝？蚕丝？设想设想 二二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？珍贵的药物？设想设想 三三经过多年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2020世纪世纪7070年代创立年代创立 了可以定向改造生物的新技术了可以定向改造生物的新技术基因工程。基因工程。4基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因工程概念基因工程：在生物体外，通过对DNA分子进行 人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造 和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使 重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因 产物。 基因工
3、程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基 因操作水平DNA分子水平基本过程剪切拼接导入表达结果人类需要的基因产物5基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因工程过程示意图从细胞中分从细胞中分 离出离出DNADNA限制酶截取限制酶截取 DNADNA片断片断分离大肠杆分离大肠杆 菌中的质粒菌中的质粒 DNADNA重组重组用重组质粒用重组质粒 转化大肠杆菌转化大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌 克隆大量基因克隆大量基因 6基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因工程操作的工具q 将目的基因片断从人体细胞内提取，
4、需要基因的剪刀限制性内切酶。q 将目的基因与运载体DNA连接，需要基因的针线DNA连接酶。q 将目的基因运入大肠杆菌，需要基因的运输工具运载体。7基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心限制性内切酶q 分布：主要在微生物中。 q 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。 q 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 q 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC 序列，并在G和A之间切开。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸 序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断 。目前已发现的限制酶有200多种。8基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资
5、源中心中央电教馆资源中心限制性内切酶作用过程点击播放点击播放9基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心DNA连接酶连接酶的作用：将互补配对的两个黏 性末端连接起来，使之成为一个完整的 DNA分子。连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键 。问题问题用用DNADNA连接酶连接两个相同的黏连接酶连接两个相同的黏 性未端要连接几个磷酸二酯键？性未端要连接几个磷酸二酯键？10基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心DNA连接酶的作用过程点击播放点击播放11基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心运载体q 作用：将外
6、源基因送入受体细胞。 q 条件： 能在宿主细胞内复制并稳定地保 存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因 q 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。要让一个从甲生物细胞内取出来的基 要让一个从甲生物细胞内取出来的基 因在乙生物体内进行表达，首先得将这个因在乙生物体内进行表达，首先得将这个 基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基 因送入细胞的工具就是因送入细胞的工具就是运载体运载体。12基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心质粒的特点q 细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA 分子；q 质粒是基因工程中最常用的运载体；q 最常用的
7、质粒是大肠杆菌的质粒；q 存在于许多细菌及酵母菌等生物中；q 质粒的存在对宿主细胞无影响；q 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。问题问题要想将某个特定基因与质粒相连，需要几要想将某个特定基因与质粒相连，需要几 种限制性内切酶和几种种限制性内切酶和几种DNADNA连接酶处理？连接酶处理？13基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心基因操作的基本步骤1. 1. 提取目的基因提取目的基因2. 2. 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合3. 3. 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞4. 4. 目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达14基因工程的基本内容基因
8、工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心提取目的基因将需要的基因从供体生物的细胞内提取出 来。取取 出出 DNADNA用用限制酶限制酶 切断切断DNADNA目前被较广 泛提取使用的目的 基因有：苏云金杆 菌抗虫基因、人胰 岛素基因、人干扰 素基因、种子贮藏 蛋白基因、植物抗 病基因等。15基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心提取目的基因的方法（一 ） q 直接分离基因鸟枪 法将供体生物的DNA用限制 酶切割为许多片段，再用运载 体将这些片段都运载到受体生 物的不同细胞中去。只要有一 个细胞获得了需要的目的基因 并得以表达，基因工程就算成 功了。该法
9、最大的缺点是带有很 大的盲目性，工作量大，成功 率低。且不能将真核生物的基 因转移到原核生物中去。用限制酶用限制酶 切成许多切成许多 片断片断16基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心提取目的基因的方法（二 ） q 人工基因合成法1. 逆转录法：以信使RNA 为模板，在逆转录酶的 作用下将脱氧核苷酸合 成合成DNA(基因)。2. 直接合成法：根据蛋白 质的氨基酸顺序推算出 信使RNA核苷酸顺序， 再据此推算出基因DNA 的脱氧核苷酸顺序。用 游离脱氧核苷酸直接合 成相应的基因。DNA合成仪PCR扩增仪17基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中
10、央电教馆资源中心目的基因与运载体结合用与提取目的基 因相同的限制酶切割 质粒使之出现一个切 口，将目的基因插入 切口处，让目的基因 的黏性末端与切口上 的黏性末端互补配对 后，在连拉酶的作用 下连接形成重组DNA 分子。提取质粒并用提取质粒并用 限制酶切割限制酶切割用用连接酶将目的连接酶将目的 基因和质粒连接基因和质粒连接18基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心将目的基因导入受体细胞并扩增q 基因工程中常用的受体细胞 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农 杆菌和动植物细胞等。q 导入受体细胞常用的方法是 借鉴细菌或者病毒侵染细胞的途 径。通常还要对一些受体细胞进 行
11、增大通透性的处理。q 目的基因可以随着受体细胞 进行快速的繁殖，在很短的时间 内获得大量的基因。将将目的基因导目的基因导 入受体细胞入受体细胞将将受体细胞受体细胞 进行扩增进行扩增19基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心目的基因的检测和表达（一 ）前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因 得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不 多的目的基因。这样，处理的受体细胞中真正摄 入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成 菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。 淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一 步培养、研究。无表达
12、产物无表达产物有表达产物无表达产物20基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心目的基因的检测和表达（二 ） q 多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养 并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入 目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相 应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变 化的个体进一步培养、研究。例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。 21基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心结 束 语退出退出22基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心几种限制性内切酶返回 23基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心DNA连接酶的作用过程返回 24基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心DNA连接酶的作用原理返回 25基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心质 粒返回 26基因工程的基本内容基因工程的基本内容中央电教馆资源中心中央电教馆资源中心目的基因与质粒的连接返回 27
