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1、基因工程的基本内容基因工程的基本内容Gene engineering实例：转基因抗虫棉实例：转基因抗虫棉抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉想一想想一想：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苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因毒蛋白基因毒蛋白毒蛋白杀死害虫杀死害虫棉花细胞棉花细胞基因工程概念基因工程概念基因工程：基因工程：在生物体外，通过对在生物体外，通过对DNADNA分子进行人分子进行人工工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和，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
2、出所需要的基因产组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。物。基因工程的别名基因工程的别名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过程基本过程结果结果基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基基 因因剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物DNADNA分子水平分子水平1 1、目的性强（定向改变生物性状）、目的性强（定向改变生物性状）2 2、育种周期短、育种周期短3 3、克服远源杂交不亲和障碍、克服远源杂交不亲和障碍基因工程概念基因工程概念基因工程：基因工程：在生物体外，通过对在生物体外，通过对DNADNA分子进
3、行人分子进行人工工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和，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组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。物。基因工程的别名基因工程的别名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过程基本过程结果结果基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基基 因因剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物DNADNA分子水平分子水平v1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性
4、内切酶限制性内切酶v2 2、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶v3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体“ ” 1 1、“分子手术刀分子手术刀” 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶（1 1）来源：）来源：（2 2）作用：）作用：主要从主要从_(如细菌如细菌)中分离出中分离出来来（4 4）举例：）举例：原核生物原核生物_和和切割切割DNA分子内分子内_识别识别特定的特定的核核苷酸序列苷酸序列 即即: :一种一种限制酶限制酶只能识别只能识别一种一种特定的特定的核苷酸核苷酸序列序列，并且能在，并且能在特定的切点特定的切点上切割上切割DNADNA分子。分子。（3 3）特点：）特点：
5、 特异性特异性判断：所有的判断：所有的 限制性核酸内切酶都只限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列？能识别同一种特定的核苷酸序列？专一性专一性限制限制酶酶例如：例如：大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。切割具体部位切割具体部位: :磷酸二酯键磷酸二酯键55335353黏性末端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，带两条单链的切口，带有几个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互补配对对，这样的切口叫，这样的切
6、口叫黏性末端黏性末端。2 2、“分子缝合针分子缝合针” DNADNA连接酶连接酶 连接部位连接部位： 磷酸二酯键磷酸二酯键梯子的扶手梯子的扶手不是氢键不是氢键梯子的踏板梯子的踏板3 3、“分子运输车分子运输车” 运载体运载体作用一作用一：作为运载工具，将外源基因：作为运载工具，将外源基因(抗抗虫基因虫基因)转移转移到受体细胞到受体细胞(棉花细胞棉花细胞)中去。中去。作用二作用二：利用运载体在受体细胞：利用运载体在受体细胞(棉花细棉花细胞胞)内，内，对外源基因对外源基因(抗虫基因抗虫基因)进行进行大量大量复制复制。质粒、噬菌体和动、植物病毒质粒、噬菌体和动、植物病毒3 3、“分子运输车分子运输车
7、” 运载体运载体常用的运载体：常用的运载体： 质粒是一种能够质粒是一种能够自主复制自主复制_DNA分分子，在细菌中以独立于子，在细菌中以独立于染色体染色体之外的方式存在之外的方式存在是一种特殊的是一种特殊的_。 质粒存在于许多质粒存在于许多_以及以及_等生物等生物中。最常用的质粒是中。最常用的质粒是_的质粒。其中常的质粒。其中常含有抗生素含有抗生素_。小型双链环状小型双链环状遗传物质遗传物质细菌细菌酵母菌酵母菌大肠杆菌大肠杆菌抗性基因抗性基因大肠杆菌质粒的分子结构示意图：大肠杆菌质粒的分子结构示意图：DNA大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞质粒质粒目的基因插入位点目的基因插入位点复制原点复制原点氨苄青霉
8、素氨苄青霉素抗性基因抗性基因“标记基因标记基因”有切割位点有切割位点能复制并带着插入的能复制并带着插入的目的基因一起复制目的基因一起复制有标记基因的有标记基因的存在，将来可存在，将来可用含青霉素的用含青霉素的培养基鉴别。培养基鉴别。运载体需具备的条件运载体需具备的条件: :1 1、能够、能够自主自主复制复制并稳定地并稳定地保存。保存。2 2、具有、具有一个一个或或多个多个限制酶切点，以便限制酶切点，以便与外源基因连接。与外源基因连接。3 3、具有、具有标记基因标记基因，便于进行筛选。，便于进行筛选。4 4、对受体细胞无害、对受体细胞无害。 、基因工程基本操作的四个步骤基因工程基本操作的四个步骤
9、1 1、提取提取目的基因目的基因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、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定1.1.用一定的用一定的_切割切割 质粒，使其出现一个切质粒，使其出现一个切 口，露出口，露出_。2.2.用用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生_ _ _。二二、目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合3.3.将切下的目的基因片段插入质粒的将切下的目的基因片段插入质粒的_ _处，处， 再加入适量再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组 DNA DNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏
10、性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶的黏性末端的黏性末端切口切口DNADNA连接酶连接酶相同相同1）以下说法正确的是）以下说法正确的是 （ ） A、所所有有的的限限制制酶酶只只能能识识别别一一种种特特定定的的核核苷苷酸序列酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运运载载体体必必须须具具备备的的条条件件之之一一是是：具具有有多多个限制酶切点，以便与外源基因连接个限制酶切点，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、基因控制的性状都能在后代表现出来C C练习练习2）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、能能
11、复复制制 （ ） B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C、具有标记基因、具有标记基因 D、它是环状、它是环状DNAD D练习练习3）有关基因工程的叙述中，错误的是（）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶人工合成目的基因不用限制性内切酶A A练习练习4）有有关关基基因因工工程程的的叙叙述述正正确确的的是是 （ ） A、限制酶只在获得目的基因时才
12、用、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体、质粒都可作为运载体 D、蛋蛋白白质质的的结结构构可可为为合合成成目目的的基基因因提提供供资料资料D D练习练习5）基基因因工工程程是是在在DNA分分子子水水平平上上进进行行设设计计施施工工的的。在在基基因因操操作作的的基基本本步步骤骤中中，不不进进行行碱碱基基互互补补配配对对的的步步骤骤是是 （ ） A、人工合成目的基因、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达C C练习练习
