乳汁中含有人生长激素 的转基因牛(阿根廷)转鱼抗寒基因 的番茄基因工程：基因工程基因工程是指按照人们的愿望是指按照人们的愿望, ,进行严进行严 格的设计格的设计, ,并通过并通过体外体外DNADNA重组重组和和转基因等转基因等 技术技术, ,赋予生物以新的赋予生物以新的遗传特性遗传特性, ,从而创造从而创造 出更符合人们需要的新的出更符合人们需要的新的生物类型生物类型和和生物生物 产品产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在DNADNA分子水平上分子水平上进进 行设计行设计施工，因此叫做施工，因此叫做DNADNA的重组技术的重组技术。注：基因工程能定向改造生物的遗传性状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实质（原理）实质（原理）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( (人工）基因重组人工）基因重组转基因抗虫棉抗虫棉普通棉基因工程培育抗虫棉的基因工程培育抗虫棉的简简简简要要过过过过程：程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )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与运载体与运载体DNADNA拼接拼接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) )上述培育抗虫棉的上述培育抗虫棉的关键步骤关键步骤是什么？是什么？基因工程培育抗虫棉的关基因工程培育抗虫棉的关键键键键步步骤骤骤骤：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：抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNADNA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1.1 DNA重组技术的基本工具 ：1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”2、DNA连接酶 “分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车 ”1、限制性核酸内切酶2 特点： 识别双链DNA分子中特定核苷酸序 列，在特定的位点切割（特异性）。1 分布： 主要在原核生物中 限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个 碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧 的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 。限制酶识别序列的中轴线3 结果：打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。 磷 酸 二 酯 键G1234512345A 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中心轴线两侧切从识别序列的中心轴线两侧切 开时，开时，被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切两条单链的切 口，带有几个口，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。EcoR 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中心轴线处切从识别序列的中心轴线处切 开时，开时，切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是平两条单链的切口，是平 整的，这样的切口叫整的，这样的切口叫平末端平末端。1.黏性末端和平末端都由限制酶进行切割产生，下 列说法正确的是（ ）A.切割这两种末端可以用同一种限制酶 B.切割这两种末端需不同的限制酶 C.这两种末端可以相互拼接 D.拼接时，限制酶参与拼接过程B如果把两种不同来源的DNA的用同一种限制 酶（如EcoREcoR）来切割，会怎样呢？会产生互补的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组 的DNA分子了。二、二、 “ “分子缝合针分子缝合针” ” DNA DNA连接酶连接酶1、种类：2、作用部位：Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNADNA连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端之间的缝隙之间的缝隙“ “ 缝合缝合” ”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起起来，即把梯子两边扶手的断口连接起 来，这样一个重组的来，这样一个重组的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。GAATTCGAATTC CTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTC CTTAAGCTTAAGEcoREcoRG GAATTCAATTC CTTAACTTAAG GG GAATTCAATTC CTTAACTTAAG G不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合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生物生物A A基因片段基因片段生物生物B B基因片段基因片段G G AATTCAATTC CTTAACTTAA G GG G AATTCAATTC CTTAACTTAA G G酶切酶切P6 寻根问底：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为 什么？DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶聚合酶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模板模板结果结果双链双链单链单链DNADNA片段间形片段间形 成磷酸二酯键成磷酸二酯键单个核苷酸与单个核苷酸与 DNADNA片段间形片段间形 成磷酸二酯键成磷酸二酯键不需要模板不需要模板需要模板需要模板将将DNADNA片段连接片段连接 成重组成重组DNADNA分子分子合成新的合成新的DNADNA分子分子2.关于DNA连接酶的叙述正确的是（ ）A.DNA连接酶将单个核苷酸连接到DNA片段上 B.DNA连接酶将两条单链DNA连接起来C.DNA连接酶可形成磷酸二酯键 D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用相同C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细胞内去 ！能将外源基因送入细胞的工具就是 运载体。三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体载体需要的条件：有一个至多个限制酶切点（每种酶的切点最好只 有一个），以连接外源基因对受体细胞无害具有自我复制能力或整合到染色体的DNA 上，随染色体DNA进行同步复制有某些标记基因，便于筛选 运载体的种类：细菌的质粒(plasmid)噬菌体衍生物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？霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，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，如何去发现？质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是 在天然质粒基础上人工改造而成的。能复制并带着插 入的目的基因一 起复制有切割位点有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。3.下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制性核 酸内切酶、DNA连接酶和载体B. 所有限制性核酸内切酶都只能识别同一 种特定的核苷酸序列 C. 一般选用细菌的质粒作为基因进入受体 细胞的载体 D. 细菌体内的质粒可以直接作为基因工程 中的载体 C4.下列关于质粒的叙述，正确的是（ ）A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒 状细胞器 B.质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型 环状DNA分子C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细 胞内复制 D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外 独立进行的 B限制酶在原核生物中作用：切割外源DNA，使之失效，从而达到保护身 的目的。 为什么限制酶不剪切自身的DNA？1、其DNA分子中或者不具备这种限制酶的 识别切割序列2、或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别 序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。模拟制作：用EcoR在特定部位对某载体DNA进行模 拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用 胶纸模拟基因种间连接。TCCTAGAGGATCTTAAAATTCTCGGTATGGAGCCATACTTAAAATTCCATACGGTATGATAGCATGCTATCCATGTATCGTACGATAGGTACTTAAAATTCGGCATACGCCGTATG重组DNA分子的模拟操作基因表达载体的构建过程质粒DNA分子限制酶处理两个切口 获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种一个切口 两个黏性末端1下列四个DNA分子片段，彼此间具有互 补黏性末端的一组是（ ）A B C D练习B2、（双选）下列关于限制酶的说法不正确的 是（ ） A. 限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中 很少分布 B. 自然界中限制酶的天然作用是用来提取目 的基因 C. 不同的限制酶切割的切点不同 D一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸 序列AB 3、图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的 变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA 聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确 顺序是（ ）A. B. C. D. C4、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的 核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamH I，EcoR I， Hind 以及Bgl 的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特 定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端 可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（ ）A. BamHI和EcoRI；末端互补序列AATTB. BamHI和Hind；末端互补序列GATCC. EcoRI和Hind；末端互补序列AATTD. BamHI和BglII；末端互补序列GATCDDNA 重组技术的基本工具“分子手术刀” “分子缝合针” “分子运输车”限制酶DNA连接酶基因进入受体细胞的载体课本知识回顾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间的两个核苷酸之间 的的 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黏性末端平末端二、二、 “ “分子缝合针分子缝合针” ” DNA DNA连接酶连接酶1、种类：2、作用部位：两类Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶磷酸二酯键基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体通常有三种:在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒 都是在 基础上进行过 的质粒噬菌体衍生物动植物病毒天然质粒 人工改造