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1、什么叫基因工程？什么叫基因工程？基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技术重组技术。该技术是在该技术是在生物体外生物体外，通过对，通过对DNA分子进行分子进行人工人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进，对生物的基因进行行改造改造和和重新组合重新组合，然后，然后导入受体细胞导入受体细胞内进内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达表达，产生出人类所需要的产生出人类所需要的基因产物基因产物。基因工程的概念基因工程的概念基因工程基因工程的别名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实质实质结果结果基因拼
2、接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平定向改造生物的遗传性状定向改造生物的遗传性状获得人类需要的基因产物获得人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组问题探讨：转基因的的抗虫棉转基因的的抗虫棉苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。苏云金杆菌苏云金杆菌毒蛋白毒蛋白毒蛋白毒蛋白普通棉花抗虫棉普通棉花抗虫棉普通棉花抗虫棉普通棉花抗虫棉综合应用：简述基因工程培育抗虫棉的过程综合应用：简述基因工程培育抗虫棉的过程普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗
3、虫特性)苏云金杆菌苏云金杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因与与与与运载体运载体运载体运载体连接连接连接连接导入导入导入导入棉花细胞棉花细胞(含含抗虫基因抗虫基因)棉花植株棉花植株(有有抗虫特性抗虫特性)表达表达表达表达检测检测检测检测思考：思考：1.1.转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的
4、什么过程有关？什么过程有关？什么过程有关？什么过程有关？2.2.基因工程培育抗虫棉基因工程培育抗虫棉基因工程培育抗虫棉基因工程培育抗虫棉需要做哪些关键工作？DNA(DNA(基因基因基因基因)mRNA mRNA 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质(性状性状性状性状)体现出密码子在生物界是通用的！体现出密码子在生物界是通用的！体现出密码子在生物界是通用的！体现出密码子在生物界是通用的！转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译基因工程培育抗虫棉的关键步骤：基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因抗
5、虫基因与运载体与运载体DNA连接连接关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因导入受体导入受体(棉花棉花)细胞细胞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？关键步骤一的工具：关键步骤一的工具：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：基因的基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶基因的基因的针线针线DNA连接酶连接酶基因的基因的运载工具运载工具运载体运载体（一）限制性核酸内切酶（一）限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”主要来源：原核生物原核生物识别识别特定核苷酸序列特定核苷酸序列,切断切断磷酸二酯键磷酸二酯键几种最常用的限制酶及其
6、识别和作用位点几种最常用的限制酶及其识别和作用位点EcoREcoRSamGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCCCGGGCCCGGGGGGCCCGGGCCC2.作用特点：Go backGo back3.种类与命名：现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种限制性内切酶(限制酶)。E EcocoR RS Smama粘质沙雷氏杆菌粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（EscherichiaEscherichia coli coli R R）Go backGo back练习：流感嗜血杆菌的练习：流感嗜血杆菌的d d菌株菌株(Haem
7、ophilus influenzae d)Haemophilus influenzae d)中先后分离到中先后分离到3 3种限制酶，则分种限制酶，则分别命名为别命名为:Hind、Hind和和HindEcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端Go backGo back4.作用结果：产生黏性末端或平末端产生黏性末端或平末端EcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端Go backGo back重复演示重复演示重复演示重复演示Sma平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端Go backGo backGAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGG
8、AATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGEcoREcoRGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG不同来源的不同来源的不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的DNADNA片段连接起来片段连接起来片段连接起来片段连接起来生物生物生物生物A A基因片段基因片段基因片段基因片段生物生物生物生物B B基因片段基因片段基因片
9、段基因片段GGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG酶切酶切酶切酶切(二二)DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”DNA连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端之间的缝之间的缝隙隙“缝合缝合”起来，即把梯子两边扶手的起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的断口连接起来，这样一个重组的DNA分分子就形成了。子就形成了。可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来，起来，Ecoli DNAEcoli DNA连接酶连接酶连接
10、酶连接酶或或或或T T4 4DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶即即即即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？T4 DNA DNA连接酶连接酶连接酶连接酶还可把还可把平末端之间的缝隙平末端之间的缝隙“缝合缝合”起来，但效率较低起来，但效率较低不同，不同，不同，不同，DNADNA聚合酶是在复制过程中将一个个游离聚合酶是在复制过程中将一个个游离聚合酶是在复制过程中将一个个游离聚合酶是在复制过程中将一个个游离的脱氧核苷酸连接在
11、子链上。的脱氧核苷酸连接在子链上。的脱氧核苷酸连接在子链上。的脱氧核苷酸连接在子链上。相同点是都参与形成磷酸二酯键。相同点是都参与形成磷酸二酯键。相同点是都参与形成磷酸二酯键。相同点是都参与形成磷酸二酯键。(三）“分子运输车”基因进入受体细胞的载体载体需要的条件：有1多个限制酶切点对受体细胞无害导入基因能在受体细胞中复制、表达有某些标记基因，便于筛选常用运载体：细菌的质粒 噬菌体或某些动植物病毒假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？目的基因有没有进入受体细胞，
12、如何去发现？Go onGo on质粒：质粒：质粒是染色体外能够进行质粒是染色体外能够进行自主复制自主复制的的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核核以外的以外的DNA分子分子。质粒质粒是基因工程是基因工程最常用最常用的的运载体运载体。绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是闭合环状闭合环状DNA分子分子。有的一个细菌中有一个，有的一个。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。细菌中有多个。大肠杆菌的质粒：大肠杆菌的质粒：最常用的质粒最常用的质粒最常用的质粒最常用的质粒是是是是大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒，其，其，其，其中常含有中常含有中常含有中常含有抗药基因抗药基因抗药基因抗药基因，如四环素的标记基因。如四环素的标记基因。如四环素的标记基因。如四环素的标记基因。质粒的质粒的质粒的质粒的存在与否对宿存在与否对宿存在与否对宿存在与否对宿主细胞生存没有决定主细胞生存没有决定主细胞生存没有决定主细胞生存没有决定性作用性作用性作用性作用，但，但，但，但复制只能复制只能复制只能复制只能在宿主细胞内进行在宿主细胞内进行在宿主细胞内进行在宿主细胞内进行。