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1、培养抗虫棉呢？ 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。 能否让微生物产生出人的 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 终于 在 20世纪 70年代创立了可以 定向改造 生物的新技术 基因工程 基因工程的概念 基因工程 ： 指按照人们的愿望 ,进行严格的设 计并通过 体外 DNA重组 和 转基因 等技术，赋予 生物以新的遗传特性 ,创造 出更 符合人们需要 的 新的 生物类型 和 生物产品 。由于基因工程是在 DNA分子水平 上进
2、行设计和施工的，因此又叫 作 DNA重组技术或基因拼接技术。 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 基因拼接技术或 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 拼接 导入 表达 基因重组 基因工程的概念 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 提取 抗虫基因 普通棉花 (无抗虫特性 ) 棉花细胞 (含抗虫基因 ) 与运载体 DNA拼接，导入 棉花植株 (有抗虫特性 ) 表达 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内
3、提取出来 关键步骤二： 抗虫基因 与棉花 DNA“ 缝合” 关键步骤三： 抗虫基因 进入棉花细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ “ 分子手术刀” 限制性核酸内切酶 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花 DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 “ 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 DNA 重组技术的基本工具 本节知识内容 1-1 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 识别双链 D
4、NA 分子的某种特定的核苷酸 序列，并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 主要是原核生物 4000种。 1、来源： 2、种类： 3、作用： 5、结果： 形成两种末端 一 、“ 分子手术刀” 限制性核酸内切酶 黏性末端 平末端 4、切割方式： 错切和平切 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 1、 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。 2、 Sma 能识别 CCCGGG序列， 并在 C和 G之间切割形成 平 末端 。 常见的两种限制酶 Sma 平末端 平末端
5、 EcoR 黏性末端 黏性末端 什么叫黏性末端？ 当限制酶 从识别序列的 中心轴线两侧切 开时 ， 被限制酶切开的 DNA两条单链的切 口，带有几个 伸出的核苷酸 ，他们之间正 好 互补配对 ，这样的切口叫 黏性末端 。 什么叫平末端？ 当限制酶 从识别序列的 中心轴线处切 开时 ， 切开的 DNA两条单链的切口，是平 整的，这样的切口叫 平末端 。 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
6、 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 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A 作用部位： 是磷酸二酯键 （扶手） 不是氢键 （梯子） DNA连接酶 将两条 DNA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
7、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 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 。 1、基因工程的载体被喻为 ： 分子运输车 2、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 、 噬菌体 、 动植物病毒 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
8、全、比较容易得到 1) 基因工程是在 DNA分子水平上进行设计施 工的 。 在基因操作的基本步骤中 ， 不进行碱 基互补配对的步骤是 （ ） A、 人工合成目的基因 B、 目的基因与运载体结合 C、 将目的基因导入受体细胞 D、 目的基因的检测和表达 C 练习 认识常用的载体 质粒 质粒 是基因工程常 用的载体，一种裸露 的、结构简单、独立 于 染色体或细菌拟核 之外 ，能 自我复制 的 小型环状双链 DNA分 子 ， 对 宿主细胞没有 影响 ，主要存在于 细 菌和酵母菌 体内。其 中最常用的是 大肠杆 菌质粒 。 课本知识回顾 1、 基因工程又叫做 或 。通俗地说，就是按照 人们的意愿，把一
9、种生物的某种 提取出来，加以 ， 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 2、 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 3、限制性核酸内切酶 主要是从 的一种酶。 识别双链 DNA 分子的某种 ，并 且使每一条链中 特定部位 的两个核苷酸之间的 断开。 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 4、“分子缝合针” DNA连接酶 1、种类： 2、作用部位： 两类 连接黏性末端 Ecoli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 连接黏性末端和平末端 4、基因进入受体细胞的载体 通常有三种 : 作为载体的条件： 在进行基因工程操作中 ,真正被用作载体的质粒都是 在 质粒 噬菌体衍生物 动植物病毒 天然质粒 人工改造 的 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 基础上进行过
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