基因工程的基本操作工具第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因工程的理論鋪墊艾弗里：證明ＤＮＡ是遺傳物質(zhì)沃森和克里克：闡明ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)尼倫貝格：破譯遺傳密碼1973年:美\科恩：將兩種不同來源的ＤＮＡ分子進行體外重組，并首次實現(xiàn)了在大腸桿菌中的表達，創(chuàng)立了定向改造生物的新技術(shù)——基因工程

1944195319601966第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)基因工程主要內(nèi)容：（1）基因工程的概念（2）基因操作的工具（3）基因操作的基本步驟第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五１.基因工程的概念這種技術(shù)是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因工程名稱重組DNA技術(shù)或基因拼接技術(shù)操作環(huán)境生物體外（人工）操作對象基因操作水平DNA分子/基因水平基本過程剪切→拼接→導入→表達（基因的分離轉(zhuǎn)移、復制表達）結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物（按照人們的意愿，定向改造生物的性狀），一旦成功便可遺傳。第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五概念的把握基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果特點本質(zhì)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導入→表達打破種的界限，定向改造生物基因重組第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五實例：用大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素操作步驟：將人的胰島素基因（目的基因）轉(zhuǎn)移到大腸桿菌（受體細胞）中，通過微生物的發(fā)酵使大腸桿菌表達人的胰島素基因，從而獲得人的胰島素（結(jié)果）。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向改造生物的遺傳性狀。第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因工程操作過程中

常用的工具和酶有哪些？各自的功能是什么？看書：P10-12第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五㈠基因操作的工具基因的大小以納米計算，要對它進行剪切、拼接等操作，沒有非常精細的工具是不行的。進行基因操作最少需要以下三種工具：１、基因的剪刀──限制性內(nèi)切酶（限制酶）一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有500多種。第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五重播第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五切割位點實質(zhì)；2個磷酸二酯鍵的斷裂

氫鍵會自然斷裂

DNA被限制酶切斷后有兩個反向互補的“黏性末端”（單鏈的片段）。被同一種限制酶切斷的幾個DNA具有相同的黏性末端，能夠通過互補進行配對。磷酸二酯鍵切割位點第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五看P10-11

例題：-G↓AATTC-

解答：

①切載體：②切目的基因：

-G↓AATTC-

-G↓AATTC-

-G↓AATTC--G↓AATTC-----G↓AATTC-

-CTTAA↑G--CTTAA↑G-----CTTAA↑G-

-G

AATTC--G

AATTC----G

AATTC-

-CTTAA

G--CTTAA

G----CTTAA

G-

(1），5’---G↓ACGTC---3’(2），-AGG↓CCT-(3），-↓AATT-①切載體②切目的基因練一練：第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五２、基因的針線──DNA連接酶連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五重播２、基因的針線──DNA連接酶連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接或平口末端起來，使之成為一個完整的DNA分子。實質(zhì)：（氫鍵容易結(jié)合）催化形成磷酸二酯鍵。第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五AATTGCCTTAAG第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五“分子縫合針”——DNA連接酶兩者都是將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷之間的磷酸二酯鍵。但E·coliDNA連接酶只能“縫合”黏性末端不能“縫合”平末端；而T4DNA連接酶既能“縫合”黏性末端又能“縫合”平末端。根據(jù)來源不同可分為:

E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶在性質(zhì)上兩者異同點：第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？

不是一回事相同點：都形成磷酸二酯鍵不同點：1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵2）DNA聚合酶需要以一條DNA鏈為模板；而DNA連接酶不需要模板。第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五3、基因的運輸工具——運載體要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去！能將目的基因送入細胞的工具就是運載體。運載體必須同時滿足三個要求：①具有多個限制酶切點；②能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并復制表達；③具有標記基因。

常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等；最早用的載體是一種環(huán)狀DNA——質(zhì)粒。目的基因插入位點第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因操作的工具一.“分子手術(shù)刀":限制性核酸內(nèi)切酶來源:主要來自原核生物作用:將外來的DNA切斷結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端二.“分子縫合針”:DNA連接酶分類:E·coliDNA連接和T4DNA連接酶

作用:把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來三.“分子運輸車”:基因進入受體細胞的載體種類:質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等條件:自我復制、限制酶切點、標記基因、安全的、大小應(yīng)適合第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.以下說法正確的是（）

A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體

C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接

D、DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵C第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標記基因

D、它是環(huán)狀DNAD第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五3.有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（）

A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種

B、重組DNA的形成在細胞內(nèi)完成

C、目的基因須由運載體導入受體細胞

D、質(zhì)粒都可作為運載體BD第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五4、下列關(guān)于限制酶的說法正確的是A、限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B、一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵B

第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五5、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是（）A、限制酶是一種酶，只識別GAATTC堿基序列B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA

D．限制酶只存在于原核生物中6、DNA連接酶催化的反應(yīng)是()A．DNA復制時母鏈與子鏈之間形成氫鍵B．黏性末端堿基之間形成氫鍵C．兩個DNA片段黏性末端之間的縫隙的連接D．A、B、C都不正確CD第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五7、作為基因的運輸工具——載體，必須具備的條件及理由是()A、能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因B、具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達C．具有某些標記基因，以便為目的基因的表達提供條件D、能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，以便于進行篩選8、質(zhì)粒是基因工程最常見的載體，它的主要特點是

①能自主復制 ②不能自主復制 ③結(jié)構(gòu)很小 ④是蛋白質(zhì) ⑤是環(huán)狀RNA ⑥是環(huán)狀DNA ⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦B、②④⑥

C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦CA第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五9、在受體細胞中能檢測出目的基因是因為()A、目的基因上有標記B、質(zhì)粒具有某些標記基因C、重組質(zhì)粒能夠復制D．以上都不正確10、關(guān)于質(zhì)粒的敘述正確的是()A、質(zhì)粒是能夠自我復制的環(huán)狀DNA分子B、質(zhì)粒是唯一的載體C、重組質(zhì)粒是目的基因

D、質(zhì)粒可在宿主外單獨復制BA第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五11、下列黏性未端屬于同一限制酶切割而成的是A、①② B、①③C、①④D．②③12、要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是

(1)限制酶(2)連接酶(3)解旋酶(4)還原酶A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4)C、(1)(2)D、(1)(3)BC第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五13、以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答問題。(1)其中①和

是由一種限制酶切割形成的

末端，兩者要重組成一個DNA分子，所用DNA連接酶通常是

。(2)

和

是由另一種限制酶切割形成的

末端，兩者要形成重組DNA片段，所用DNA連接酶通常是

。③

平

T4DNA連接酶

②④

黏性

E·coliDNA連接酶第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因克隆操作第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五基因工程的操作步驟有哪些？各個步驟如何進行？

看書P12

第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五目前被較廣泛提取使用的目的基因有：

蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因操作的基本步驟(一）提取目的基因?qū)⑿枰幕驈墓w生物的細胞內(nèi)提取出來。供體生物細胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五提取目的基因的方法⑴直接分離基因(從基因文庫中獲?。B槍法將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運載體將這些片段都運載到受體生物的不同細胞中去。只要有一個細胞獲得了需要的目的基因并得以表達，基因工程就算成功了。

該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。⑵人工合成基因法有兩種方法：

①直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五DNA合成儀（3）利用PCR技術(shù)擴增目的基因

P14②逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五質(zhì)粒DNA分子限制酶處理一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同一種(二)目的基因與運載體結(jié)合4.過程:第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(三)將目的基因?qū)胧荏w細胞轉(zhuǎn)化——方法將目的基因?qū)胫参锛毎麑⒛康幕驅(qū)雱游锛毎麑⒛康幕驅(qū)胛⑸锛毎r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態(tài)細胞目的基因進入_________內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細胞穩(wěn)定表達第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(四)目的基因的檢測與鑒定——檢查是否成功檢測—鑒定——①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA

上是否插入了目的基因②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法——方法——方法——DNA分子雜交分子雜交抗原抗體雜交第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五從蘇云金芽苞桿菌中提取抗蟲基因從土壤農(nóng)桿菌中提取帶有選擇性標記的質(zhì)粒同一種限制酶處理抗蟲基因與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒將重組質(zhì)粒導入土壤農(nóng)桿菌篩選將土壤農(nóng)桿菌與棉花細胞混合培養(yǎng)侵染重組質(zhì)粒將抗蟲基因?qū)朊藁毎⒄系矫藁ǖ腄NA上植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲棉抗蟲棉的培育流程圖：-----P13‘積極思維’第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1）基因工程依據(jù)的遺傳學原理是（）A．基因突變B．基因重組C．染色體變異D．DNA復制練習B第四十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2）以下說法正確的是（）A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接