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1、 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。 而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。设想二 这些定向改造基因的设想能实现吗？基因工程基因工程 抗虫棉的抗虫棉的培育有哪些培育有哪些关键步骤？关键步骤？DNA DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具本节知识内容本节知识内容 1 DNA1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具专题一专题一 基因工程基因工程“分子手术刀分子手术刀” ” 限制酶限制酶 “分子缝合针分子缝合针” ” DNA
2、DNA连接酶连接酶 “分子运输车分子运输车” 基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 思考思考 在自然界中有一些生物的在自然界中有一些生物的DNADNA可能进入另一种可能进入另一种 生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例？生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例？ 那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源 DNA DNA的入侵而灭绝，它们有何保护机制？的入侵而灭绝，它们有何保护机制？限制酶切割外源限制酶切割外源DNA,DNA,使之失效，使之失效，从而达到保护自身的目的！从而达到保护自身的目的！ 黏性末端黏性末端平末端平末端ATGCATGC
3、限制酶切割磷酸二酯键限制酶切割磷酸二酯键限制性内切酶作用过程 大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)EcoR)能识别能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间之间切开形成黏性末端。切开形成黏性末端。 Sma Sma能识别能识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在C C和和G G之间切割形成平末端之间切割形成平末端 。模拟操作 课本6页基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T
4、T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割ATGCATGC连接酶连接磷酸二酯键连接酶连接磷酸二酯键DNADNA连接酶的作用过程：连接酶的作用过程：二、分子缝合针二、分子缝合针DNA连接酶连接酶 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 A作用部位：作用部位：（扶手）（扶手）（梯子）（梯子）连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端分类分类作用作用E.coli DNA连接酶连接酶连接酶种类：连接酶种类：T4DNA连接酶连接酶DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何连接酶有何相同点和不同点？相同点和不同点？DNA连接酶连接酶DNA
5、聚合酶聚合酶连接连接DNA链链连接部位连接部位双链双链在两在两DNADNA片片断之间形成断之间形成磷酸二脂键磷酸二脂键单链单链将单个核苷酸加将单个核苷酸加到已存在的核酸到已存在的核酸片断片断33末端形成末端形成磷酸二脂键磷酸二脂键核苷酸分子的连接：核苷酸分子的连接：ATGCATGCDNADNA聚合酶连接单链聚合酶连接单链DNADNA把单个脱氧核苷酸连接到把单个脱氧核苷酸连接到DNADNA片段上片段上三、分子运输车三、分子运输车基因进入受基因进入受体细胞的载体体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生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，首先得将这个基因送到乙生物的
6、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！细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具能将外源基因送入受体细胞的工具就是就是载体载体。基因工程的载体被喻为基因工程的载体被喻为：分子运输车分子运输车基因工程的载体来源基因工程的载体来源：作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？作为载体的必要条件作为载体的必要条件 1. 1.能自我复制能自我复制 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；并表达； 2.2.有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点 能与目的基因结合能与目的基因结合 3.3.有遗传标记基因有遗
7、传标记基因 便于观察便于观察 4.4.对受体细胞无害、易分离对受体细胞无害、易分离 安全、比较容易得到安全、比较容易得到1 1、能自我复制、能自我复制2 2、具有一个或多个限制酶切点、具有一个或多个限制酶切点3 3、具有遗传标记基因、具有遗传标记基因4 4、对受体细胞无害、易分离、对受体细胞无害、易分离5 5、大小适合，便于操作、大小适合，便于操作质粒作为运载体的条件？在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的天然质粒的基础上进行过人工改造的课本知识回顾课本知识回顾 基因工程又叫做基因工程又叫做 或或 。通俗地
8、说，就。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物是按照人们的意愿，把一种生物的某种的某种 提取出来，加以提取出来，加以 ， 然后然后放到另一种生物的细胞里，放到另一种生物的细胞里， 改造生物的遗传性状。改造生物的遗传性状。基因拼接技术基因拼接技术DNA重组技术重组技术基因基因修饰改造修饰改造定向地定向地DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀” “分子缝合针分子缝合针” “分子运输车分子运输车”限制限制（性核酸内切）（性核酸内切）酶酶DNA连接酶连接酶基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来特定的核苷酸序列特定的核苷酸序
9、列磷酸二酯键磷酸二酯键粘性末端粘性末端平末端平末端1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类连接黏性末端连接黏性末端Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端通常有三种通常有三种:作为载体的条件：作为载体的条件： 在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是真正被用作载体的质粒都是在在 质粒质粒噬菌体衍生物噬菌体衍生物动植物病毒动植物病毒天然质粒天然质粒人工改造人工改造的的能自我复制；有切割位点；能自我复制；有切割位点；有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离基础上进行过基础上进行过在基因工程中，切割运载体和在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的含有目的基因的DNA片段，需片段，需使用（使用（ ）同种限制酶同种限制酶 B. 两种限制酶两种限制酶同种连接酶同种连接酶 D. 两种连接酶两种连接酶