1、设想一 能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？ 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 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？ 这些定向改造基因 的设想能实现吗？ 经过多年的努力，科学家经过多年的努力，科学家 终于终于在在2020世纪世纪7070年代创立了年代创立了 可以可以定向改造定向改造生物的新技术生物的新技术 基因工程 基因工
2、程的概念基因工程的概念 基因工程：基因工程：指按照人们的愿望指按照人们的愿望, ,进行严格的设进行严格的设 计并通过计并通过体外体外DNADNA重组重组和和转基因转基因等技术，赋予等技术，赋予 生物以新的遗传特性生物以新的遗传特性, ,创造创造出更出更符合人们需要符合人们需要的的 新的新的生物类型生物类型和和生物产品生物产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在 DNADNA分子水平分子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DNADNA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
3、本过程基本过程 实质实质 结果结果 基因拼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 人类需要的基因产物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 基因工程的概念基因工程的概念 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： 抗虫棉的培育有哪些关键步骤？ 苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌 提取提取 抗虫基因抗虫基因 普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性 ) ) 棉花细胞棉花细胞( (含抗虫基因含抗虫基因 ) ) 与运载体与运载体DNADNA拼接，导入拼接，导入 棉花植株棉花植株(
4、 (有抗虫特性有抗虫特性 ) ) 表达表达 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？ DNA 重组技术的基本工具 本节知识内容 1 DNA重组技术的基本工具 专题一 基因工程 “分子手术刀” 限制酶 “分子缝合针” DNA连接酶 “分子运输车” 基因进入受体细胞的载体 思考 在自然界中有一些生物的DNA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？ 那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源 DNA的入侵而灭绝，它们有何保护机制？ 限制酶切割外源DNA,使之失效， 从而达到保护自身的目的！ 识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种分子的某种特
5、定的核苷酸特定的核苷酸 序列序列，并且使每一条链中特定部位的两，并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。 主要是主要是原核生物原核生物 40004000种。种。 1 1、来源：、来源： 2 2、种类：、种类： 3 3、作用：、作用： 4 4、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 平末端 A T G C A T G C 限制酶切割磷酸二酯键 限制性内切酶作用过程 点击播放点击播放 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 当限制酶当限制酶从识别序列的从识别序列的中心
6、轴线两侧中心轴线两侧 切开时切开时，被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的两条单链的 切口，带有几个切口，带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间，他们之间 正好正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。 什么叫平末端？什么叫平末端？ 当限制酶当限制酶从识别序列的从识别序列的中心轴线处中心轴线处 切开时切开时，切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是两条单链的切口，是 平整的，这样的切口叫平整的，这样的切口叫平末端平末端。 大肠杆菌的一种限制酶（ EcoR)能识别GAATTC序列，并在G 和A之间切开形成黏性末端。 Sma能识别CCCGGG序列，并在C
7、和G之间切割形成平末端 。 模拟操作 课本6页 基因的针线：DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 A T G C A T G C 连接酶连接磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程： 二、分子缝合针DNA连接酶 T 磷 酸 二 酯 键 1 23 4 5 1 2 3 4 5 A 作用部位： 是磷酸二酯键是磷酸二酯键（扶手） 不是氢键不是氢键（梯子） DNADNA连接酶连接
8、酶将两条将两条DNADNA链连接起来的酶。链连接起来的酶。 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端 分类作用 E.coli DNA连接酶 连接酶种类： T4DNA连接酶 DNA聚合酶和DNA连接酶有何 相同点和不同点？ DNA连接酶 DNA聚合酶 连接DNA链 连接部位 双链 在两DNA片 断之间形成 磷酸二脂键 单链 将单个核苷酸加 到已存在的核酸 片断3末端形成 磷酸二脂键 核苷酸分子的连接： A T G C A T G C DNA聚合酶连接单链DNA 把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上 三、分子运输车基因进入受 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 物体内进行表达，首先得将
9、这个基因送到乙生物的 细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是 载体。 基因工程的载体被喻为：分子运输车 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？ 质粒质粒、噬菌体噬菌体、动植物病毒动植物病毒 议一议议一议 2 2、能否用、能否用SARSSARS病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？ 3 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？ 4 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞 ，如何鉴定如何鉴定？ 5 5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，假如目的基因导入受体细胞后不能复制， 将怎样？将怎样？ 1 1、从化
10、学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？ 双链双链DNADNA 不能不能 不能进行不能进行DNADNA的重组的重组 载体上应有标记基因载体上应有标记基因 可能造成基因丢失可能造成基因丢失 作为载体的必要条件 1.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 并表达； 2.有一个至多个限制酶切位点 能与目的基因结合 3.有遗传标记基因 便于观察 4.对受体细胞无害、易分离 安全、比较容易得到 认识常用的载体认识常用的载体质粒质粒 质粒质粒是基因工程常是基因工程常 用的载体，一种裸露用的载体，一种裸露 的、结构简单、独立的、结构简单、独立 于于染色体或细菌拟核
11、染色体或细菌拟核 之外之外，能，能自我复制自我复制的的 小型环状双链小型环状双链DNADNA分分 子子，对对宿主细胞没有宿主细胞没有 影响影响，主要存在于，主要存在于细细 菌和酵母菌菌和酵母菌体内。其体内。其 中最常用的是中最常用的是大肠杆大肠杆 菌质粒菌质粒。 1、能自我复制 2、具有一个或多个限制酶切点 3、具有遗传标记基因 4、对受体细胞无害、易分离 5、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,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 课本知识回顾 基因工程又叫做 或 。通 俗地说，就是按照人们的意愿， 把一种生物的某种 提取出来，加以 ，
12、然后放到另一种生物的细胞里， 改造生物的遗传性状。 基因拼接技术 DNA重组技术 基因 修饰改造 定向地 DNA 重组技术的基本工具 “分子手术刀” “分子缝合针” “分子运输车” 限制（性核酸内切）酶 DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 主要是从主要是从 的一种酶。的一种酶。 识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种分子的某种 ，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的两个核苷酸之 间的间的 断开。断开。 形成两种末端形成两种末端 原核生物中分离纯化出来 特定的核苷酸序列 磷酸二酯键 粘性末端 平末端 “ “分子缝合针分子缝合针” ” 甀錀挀栀琀洀氀犵5mwap前台访问/p-2743097.html/CSS/main.css36.249.111.1380蜤勈筚銰潕愀紀漀漀欀刀攀愀搀愀猀瀀砀椀搀犵5Skwap前台访问/p-2192080.html203.208.60.20蜦%匀焀眀愀瀀瀀栀琀洀氀怃缀犷/Mg前台访问/p-2823928.html114.26.65.1560蜨勈筚最搀栀琀洀氀婒犸5gwap前台访问/BookRead.aspx?id=2192080203.208.60.1050蜪椀瀀栀琀洀氀婒硻犹5
