1、 據(jù)調查：據(jù)調查：20052005年全世界約有糖尿病患者年全世界約有糖尿病患者1.81.8億億人，我國約有人，我國約有60006000萬人。萬人。 治療糖尿病的特效藥治療糖尿病的特效藥- 胰島素胰島素 胰島素是治療糖尿病的特效藥胰島素是治療糖尿病的特效藥, ,長期以來只能長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，產量低成本高。從豬、牛等動物的胰腺中提取，產量低成本高。而微生物生長迅速，容易控制。于是科學家而微生物生長迅速，容易控制。于是科學家設設想想，若能將人的胰島素基因導入微生物體內，若能將人的胰島素基因導入微生物體內，改造微生物基因并得以表達，就能解決產量問改造微生物基因并得以表達，就能解決

2、產量問題，大大降低生產成本，使藥品價格大幅下降。題，大大降低生產成本，使藥品價格大幅下降。 這些定向改造基因的設想能實現(xiàn)嗎？第一節(jié)第一節(jié)基基因工因工程程的基本原理和技術的基本原理和技術本節(jié)聚焦：本節(jié)聚焦：1、簡述基因工程的概念、簡述基因工程的概念2、簡述、簡述DNA重組技術所需三種基本工具的作用重組技術所需三種基本工具的作用3、簡述基因工程載體應具備的條件、簡述基因工程載體應具備的條件4、認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究、認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術創(chuàng)新和技術創(chuàng)新定向改造生物的遺傳性狀。1 1基因拼接的理論基礎基因拼接的理論基礎(1)大多數(shù)生物的大多數(shù)生物的遺傳物質是遺傳

3、物質是DNA。(2)DNA的的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。(3)雙鏈雙鏈DNA分子的空間結構都是規(guī)則的分子的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋結構雙螺旋結構。一、基因工程研究的理論基礎一、基因工程研究的理論基礎2 2外源基因在受體內表達的理論基礎外源基因在受體內表達的理論基礎(1)(1)基因是控制生物性狀的獨立遺傳單位?；蚴强刂粕镄誀畹莫毩⑦z傳單位。(2)(2)遺傳信息的傳遞都遵循遺傳信息的傳遞都遵循中心法則中心法則。(3)(3)生物界共用一套生物界共用一套遺傳密碼遺傳密碼。 準確切割準確切割DNA的工具（的工具（“分子手術刀分子手術刀”）限制性核酸內切酶限制性核酸

4、內切酶 （限制性內切酶）（限制性內切酶） DNA片段的連接工具（片段的連接工具（“分子縫紉針分子縫紉針”）DNA連接酶連接酶 基因運載工具（基因運載工具（“分子運輸車分子運輸車”）運載體運載體二、二、DNADNA重組技術的基本工具重組技術的基本工具（一）限制性核酸內切酶（一）限制性核酸內切酶（“分子手術刀分子手術刀”）學生活動：閱讀學生活動：閱讀P67-P69討論完成下列討論完成下列內容：內容：1、限制性內切酶的來源？、限制性內切酶的來源？2、限制性內切酶的種類？、限制性內切酶的種類？3、限制性內切酶的作用特點？、限制性內切酶的作用特點？約約40004000識別雙鏈識別雙鏈DNADNA分子的分

5、子的某種特定核苷酸序列某種特定核苷酸序列, ,并且并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開二酯鍵斷開限制性內切酶作用過程被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個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:1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：兩類兩類Ecoli DNA連接酶連接酶T4 DNA連接酶連接酶 （扶手）（扶手）（梯子）（梯子）DNA連接酶的作用過程連接酶的作用過程 限制酶切割后有兩種不同的結果，一種產生黏性限制酶切割后有兩種不同的結果，一種產生黏性末端，一種產生平末端。那么恢復它們的連接

6、時，末端，一種產生平末端。那么恢復它們的連接時，是不是任何一種是不是任何一種DNADNA連接酶都可以呢？連接酶都可以呢？連接黏性末端連接黏性末端連接黏性末端和平末端連接黏性末端和平末端分類分類作用作用E.coli DNA連接酶連接酶連接酶連接酶T4DNA連接酶連接酶（三）“分子運輸車分子運輸車” -基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體學生活動：閱讀學生活動：閱讀P70P71討論完成下列內容：討論完成下列內容：1 1、基因工程常用的載體有哪些？、基因工程常用的載體有哪些？2、作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？、作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？1. 1.能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定保存能

7、在宿主細胞內復制并穩(wěn)定保存 2.2.有一個至多個限制酶切位點有一個至多個限制酶切位點3.3.有遺傳標記基因有遺傳標記基因4.4.對受體細胞無害、易分離對受體細胞無害、易分離小結小結DNA 重組技術的基本工具重組技術的基本工具“分子手術刀分子手術刀” “分子縫合針分子縫合針” “分子運輸車分子運輸車”限制限制（性核酸內切）（性核酸內切）酶酶DNA連接酶連接酶基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體限制性內切酶限制性內切酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是GGATCC，限，限制性內切酶制性內切酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是GATC。在質粒上。在質粒上有酶有酶的一個切點，在目的基因的兩

8、側各有的一個切點，在目的基因的兩側各有1個酶個酶的切的切點。點。請畫出質粒被限制酶請畫出質粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。切割后所形成的黏性末端。請畫出目的基因兩側被限制酶請畫出目的基因兩側被限制酶切割后所形成的黏性末切割后所形成的黏性末端。端。在在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來？為什么？形成的黏性末端能否連接起來？為什么？設想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA連接酶連接酶區(qū)別區(qū)別1 1區(qū)別區(qū)別2 2相同點相同點1)1)只能將只能將單個核苷酸單個核苷酸連連接到已有的核酸片

9、段上，接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵形成形成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵1)1)在在兩個兩個DNADNA片段之片段之間間形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵2)2)以以一條一條DNADNA鏈為模板，鏈為模板，連接成一條互補連接成一條互補的的DNADNA鏈鏈2)2)將將DNADNA雙鏈上的雙鏈上的兩兩個缺口同時連接起來，個缺口同時連接起來，不需要模板不需要模板DNADNA重組技術的基本工具重組技術的基本工具想一想想一想:獲得轉基因抗蟲棉需要做哪些工作獲得轉基因抗蟲棉需要做哪些工作呢呢? 基因工程的基本操作程序主要包括基因工程的基本操作程序主要包括四個基本步驟：四個基本步驟：1 1）目的基因的

10、獲?。┠康幕虻墨@取2 2）基因表達載體的構建）基因表達載體的構建3 3）將目的基因導入受體細胞）將目的基因導入受體細胞4 4）目的基因的檢測與鑒定）目的基因的檢測與鑒定 原核生物原核生物為什么沒有在長期的進化過程中由于為什么沒有在長期的進化過程中由于外源外源DNA的入侵而滅絕，有什么保護機制？的入侵而滅絕，有什么保護機制？這類酶在原核生物中起什么作用這類酶在原核生物中起什么作用?為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的DNA？（一） 限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T

11、 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用同種限制酶切割用同種限制酶切割基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體 要讓一個從甲生物細胞內取出來的基因在要讓一個從甲生物細胞內取出來的基因在乙生物體內進行表達，首先得將這個基因送乙生物體內進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內去！能將外源基因送入細到乙生物的細胞內去！能將外源基因送入細胞的工具就是胞的工具就是載體載體?；蚬こ痰妮d體被喻為基因工程的載體被喻為：分子運輸車分子運輸車基因工程產品抗蟲害的玉米轉魚抗寒基因的番茄轉基因鮭魚轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)（一）限制性核酸內切酶（分子手術刀）（一）限制性核酸內切酶（分子手術刀）A、來源、來源:C、作用、作用: 識別雙鏈識別雙鏈DNADNA分子的某分子的某種特定核苷酸種特定核苷酸序列序列, ,并且使每一條鏈中特定部位的兩并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開. .B B、種類：種類：約約40004000作為載體的必要條件作為載體的必要條件 1. 1.能在宿主細胞內復制并穩(wěn)