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1、谁能告诉我这是谁能告诉我这是 What ？胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药是治疗糖尿病的特效药, ,长期以来只长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低、产量低、成本高。成本高。而微生物生长迅速，容易控制。而微生物生长迅速，容易控制。设想设想 能否让微生物产生出人的能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物？胰岛素等珍贵药物？能产生能产生人胰岛素人胰岛素的的大肠杆菌大肠杆菌这些定向改造基因的这些定向改造基因的设想能实现吗？设想能实现吗？基因工程基因工程 经过多年的努力，科学家终于经过多年的努力，科学家终于在在2020世纪世纪7070年代创立了可以年代创立了可以定向
2、改定向改造生物的新技术：造生物的新技术：基因工程的概念基因工程的概念基因工程基因工程：指按照人们愿望指按照人们愿望, ,进行严格进行严格设计并通过设计并通过体外体外DNA重组重组和和转基因转基因等等技术，赋予生物以新遗传特性技术，赋予生物以新遗传特性, ,创造创造出出更更符合人们需要符合人们需要的新的的新的生物类型生物类型和和生生物产品物产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在DNA分子分子水平水平上进行设计和施工的，因此又叫上进行设计和施工的，因此又叫作作DNA重组技术或基因拼接技术。重组技术或基因拼接技术。基因工程别名基因工程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
3、过程实质实质结果结果基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNA分子水平分子水平定向地改造定向地改造生物遗传性状，生物遗传性状，获得人类所需要的品种获得人类所需要的品种剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念如何培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？如何培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？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：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？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀分子手术刀” 限制性核酸内切酶限制性核酸内
4、切酶“分子缝合针分子缝合针” 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基因进入受体细胞的载体载体学学 习习 目目 标标“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连接酶连接酶 “分子运输车分子运输车”基因进入受体基因进入受体细胞的载体细胞的载体 识别双链识别双链DNA分子的某种分子的某种特定的核苷特定的核苷酸序列，酸序列，并且使每一条链中并且使每一条链中特定部位特定部位的两个核苷酸之间的的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。主要是原核生物主要是原核生物约约40004000种种 1.1.来源：来源： 2.2.种类：种类：3.3.作用：作用
5、：5.5.结果：结果：形成两种末端形成两种末端一、一、“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黏性末端黏性末端平末端平末端4.4.切割方式：切割方式：错切和平切错切和平切专一性专一性如：如：EcoRIEcoRI限制酶限制酶特点：特点：基因工程的基因工程的“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）识别特定核苷酸序列，切割特定位点识别特定核苷酸序列，切割特定位点黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端断开磷酸二酯键断开磷酸二酯键限制性内切酶（限制性内切酶（EcoREcoR）作用过程）作用过程 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DN
6、ADNA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，他们之间正好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1.1.被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具是否具有相同的黏性末端？有相同的黏性末端？思考：思考：形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同2.2.不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？具有具有3.3.不同的限制酶切割不同的限制酶切割DNA后都会形成黏后都会形成黏性末端？性末端？不一定；也有可能是平末端不一定；也有可能是平末端平末端平末端平末端平末端断断开开磷磷酸酸二二酯酯键键什么叫平末端？什么叫平末端？当限制
7、酶从识别序列的当限制酶从识别序列的中心轴线处切中心轴线处切开时，开时，切开的切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口，是是平整平整的，这样的切口叫的，这样的切口叫平末端平末端。同种限制酶同种限制酶切割切割形成形成相同相同黏性末端黏性末端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 T C GG C T T A A A A T T C G如何连接起来？如何连接起来？1.1.作用部位：作用部位：2.2.种类：种类：磷酸二酯键磷酸二酯键 Ecoli DNA连接酶：连接酶：T4
8、 DNA连接酶：连接酶： 只连接黏性末端只连接黏性末端二、二、“分子缝合针分子缝合针” DNA” DNA连接酶连接酶连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端DNA连接酶的作用部位：连接酶的作用部位：是磷酸二酯键（基本骨架为扶手）是磷酸二酯键（基本骨架为扶手） 不是氢键（碱基对为梯子）不是氢键（碱基对为梯子）DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶连接连接DNADNA链链连接部位连接部位双链双链在在DNA片片断断之间形之间形成成磷酸二磷酸二酯键酯键单链单链将将单个脱氧核苷单个脱氧核苷酸酸加到已存在的加到已存在的核酸片断形成核酸片断形成磷磷酸二酯键酸二酯键比较比较DNADNA连接酶和连接酶
9、和DNADNA聚合酶聚合酶DNA连接酶的作用过程连接酶的作用过程 要让一个从甲生物细胞内取出来的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细胞内去！用什这个基因送到乙生物的细胞内去！用什么方法才能将么方法才能将外源基因（目的基因）外源基因（目的基因）送送入入受体细胞中呢？受体细胞中呢？三、分子运输车三、分子运输车基因进入基因进入受体细胞的载体受体细胞的载体1.1.载体作用：载体作用：2.2.常用载体：常用载体：将目的基因转移到受体细胞将目的基因转移到受体细胞质粒、质粒、噬菌体的衍生物、噬菌体的衍生物、动植物病毒等动植物
10、病毒等认识常用的载体认识常用的载体质粒质粒质粒是基因工程常用质粒是基因工程常用的载体，的载体，一种裸露的、一种裸露的、结构简单、独立于结构简单、独立于染染色体或色体或细菌细菌拟核之外，拟核之外，能自我复制的小型环能自我复制的小型环状双链状双链DNA分子，分子，对对宿主细胞没有影响，宿主细胞没有影响，主要存在于细菌和酵主要存在于细菌和酵母菌体内。母菌体内。其中最常其中最常用的是大肠杆菌质粒。用的是大肠杆菌质粒。（1 1）本质：）本质：DNA质质 粒粒存在于许多存在于许多细菌和细菌和酵母菌酵母菌等生物中，等生物中，是是拟核或细胞核外拟核或细胞核外能够能够自主复制的很自主复制的很小的环状小的环状DN
11、A分子分子（2 2）质粒的存在对宿）质粒的存在对宿主细胞主细胞无影响无影响作为载体的必要条件作为载体的必要条件 1.1.能够能够在宿主细胞中大量在宿主细胞中大量复制复制并并稳定地稳定地保存保存 2.2.具有具有多个限制酶切割切点，以多个限制酶切割切点，以便与便与外源基因（目的基因）外源基因（目的基因）连接连接 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、易分离对受体细胞无害、易分离真正被用作载体的质粒，都是在天然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过的！质粒的基础上进行过人工改造过的！1.1.在基因工程中，切割运载体在基因工程中，
12、切割运载体和含有目的基因的和含有目的基因的DNADNA片段，片段，需使用（需使用（ ）A.A.同种限制酶同种限制酶 B.B.两种限制酶两种限制酶A.A.同种连接酶同种连接酶 D.D.两种连接酶两种连接酶基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上进行分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤骤中，不进行碱基互补配对的步骤是是 （ ） 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
13、达要使目的基因与对应的载体重要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是组，所需的两种酶是( )( ) 限制酶限制酶DNADNA连接酶连接酶 解旋酶还原酶解旋酶还原酶 2.2.基因工程的正确操作步骤是（基因工程的正确操作步骤是（ ）使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定检测目的基因的表达是否符合特定性状要求性状要求提取目的基因提取目的基因 3.3.实施基因工程的第一步的一种方法是实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内这要
14、利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（酶的（ ）高效性专一性高效性专一性多样性多样性 催化活性易受外界影响催化活性易受外界影响下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1.1.胞嘧啶胞嘧啶2.2.腺嘌呤腺嘌呤3.3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.5.脱氧核糖脱氧核糖6.6.磷酸磷酸7.7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.8.碱基对碱基对9.9.氢键氢键10.10.脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链【
15、课堂反馈课堂反馈】例题：例题：分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题： A A染色体染色体B B + + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FG（1 1）图中）图中B B是是 ，F F是是 ，G G是是 。（2 2）1 1个个A A与与C C有两种比例关系：有两种比例关系： 和和 。（3 3）每个）每个C C含有含有 个个D D，每个，每个D D中可以由中可以由 个个E E 组成。组成。蛋白质蛋白质含氮碱基含氮碱基脱氧核糖脱氧核糖1：11：2许多许多 许许 多多（4 4）D D和和A A的位置关系：的位置关系：
16、。（5 5）从分子水平看）从分子水平看D D和和C的关系是的关系是 。 （6 6）C C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（7 7）在）在E E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G G相连接的相连接的 有有 分子分子F F和和 分子分子H H。（8 8）遗传信息是）遗传信息是D D中中 的的排列顺序。排列顺序。 A A染色体染色体B B + + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FGD D位于位于A A上（线性排列）上（线性排列）基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段E12E（脱氧核苷酸）（脱氧核苷酸）