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1、 基因工程是狹義的遺傳工程，但廣義的遺傳工基因工程是狹義的遺傳工程，但廣義的遺傳工程泛指把程泛指把_（細胞核、染（細胞核、染色體、脫氧核糖核酸等）色體、脫氧核糖核酸等）_并使這種遺傳物質(zhì)并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在所帶的遺傳信息在_?；蚬こ痰??；蚬こ痰暮诵氖菢?gòu)建核心是構(gòu)建_，因此，早期也將，因此，早期也將基因工程稱為基因工程稱為_技術。技術。什么是基因工程一種生物的遺傳物質(zhì)一種生物的遺傳物質(zhì)移到另一種生物的細胞中去移到另一種生物的細胞中去受體細胞中表達受體細胞中表達重組重組DNADNA分子分子重組重組DNADNA 基因工程的理論基礎是：基因工程的理論基礎是：_是生物是生物的遺傳物質(zhì)，的

2、遺傳物質(zhì)，_結(jié)構(gòu)的確立，結(jié)構(gòu)的確立，_的認定；的認定；基因工程的技術保障是基因工程的技術保障是_、_和和_的發(fā)現(xiàn)與應的發(fā)現(xiàn)與應用用什么是基因工程DNADNA雙螺旋雙螺旋限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNADNA連接酶連接酶質(zhì)粒載體質(zhì)粒載體遺傳信息傳遞方式遺傳信息傳遞方式 一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶l限制性核酸內(nèi)切酶是能夠限制性核酸內(nèi)切酶是能夠識別和切割識別和切割 DNA分子內(nèi)一小段特殊核苷酸序分子內(nèi)一小段特殊核苷酸序列的酶。列的酶。lEcoRI l G AATTC CTTAA Gl G3 5 AATTC CTTAA5 3Gl 。基因操作的工具l連接的部位連接的部位 磷酸二酯鍵（

3、梯子的扶手）磷酸二酯鍵（梯子的扶手）而不是氫鍵（梯子的踏板）。而不是氫鍵（梯子的踏板）。無特異性無特異性二、二、DNA連接酶連接酶 DNA限制酶限制酶作用于磷酸二酯鍵作用于磷酸二酯鍵 DNA連接酶連接酶作用于磷酸二酯鍵作用于磷酸二酯鍵 DNA聚合酶聚合酶作用于磷酸二酯鍵作用于磷酸二酯鍵 DNA解旋酶解旋酶作用于氫鍵作用于氫鍵 l幾種酶的比較：幾種酶的比較：lDNA連接酶：主要是連接連接酶：主要是連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵，片段之間的磷酸二酯鍵，起連接作用，在基因工程中起作用。起連接作用，在基因工程中起作用。耗能耗能。lDNA聚合酶：主要是連接聚合酶：主要是連接DNA片段與單個脫氧核苷酸片段

4、與單個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，在之間的磷酸二酯鍵，在DNA復制中起做用。復制中起做用。耗能耗能。lDNA限制酶：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸限制酶：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，是特異性地切斷序列，是特異性地切斷DNA鏈中磷酸二酯鍵，鏈中磷酸二酯鍵，可能耗可能耗能。能。l解旋酶：是一類解開氫鍵的酶，解旋酶：是一類解開氫鍵的酶，耗能。耗能。l作用作用 l基因工程的載體基因工程的載體-將外源基因送入受體細胞。將外源基因送入受體細胞。l常用的運載體有：常用的運載體有：l質(zhì)粒質(zhì)粒l噬菌體噬菌體l動植物病毒等動植物病毒等三、三、質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒是能夠質(zhì)粒是能夠自主復制的雙鏈環(huán)狀自主復制的

5、雙鏈環(huán)狀DNADNA分子分子，是一種特殊的遺傳，是一種特殊的遺傳物質(zhì)。（存在細菌和酵母菌中）物質(zhì)。（存在細菌和酵母菌中）最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒質(zhì)粒（最常用的載體）質(zhì)粒（最常用的載體）1 1、能進入受體細胞，且無害、能進入受體細胞，且無害2 2、能自主復制、能自主復制3 3、有限制酶切點、有限制酶切點4 4、具有標記基因、具有標記基因l一、基因工程的原理一、基因工程的原理l原理：讓人們感興趣的基因（原理：讓人們感興趣的基因（即目的基因即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定和高效地在宿主細胞中穩(wěn)定和高效地表達表達。剪切剪切拼接拼接導入入表達表達（一）獲得目的基因（一）獲得目

6、的基因（二）形成重組（二）形成重組DNA分子分子（三）將重組（三）將重組DNA分子導入受體細胞分子導入受體細胞（四）目的基因的檢測和表達（四）目的基因的檢測和表達第第2 2節(jié)節(jié) 基因工程的原理和技術基因工程的原理和技術1 1、篩選含有目的基因的受體細胞、篩選含有目的基因的受體細胞2 2、目的基因的表達、目的基因的表達步驟一步驟一 獲得目的基因獲得目的基因人工合成人工合成u利用利用PCRPCR技術擴增技術擴增已知序列：已知序列：從基因文庫獲得從基因文庫獲得未知序列：未知序列：供體供體細胞細胞DNADNA限限制制酶酶許多許多DNADNA片段片段載入載入載載體體導入導入受體受體細胞細胞擴增擴增產(chǎn)生產(chǎn)

7、生特定特定性狀性狀分分離離目目的的基基因因從基因文庫獲得從基因文庫獲得目的基目的基因的因的mRNAmRNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄單鏈單鏈DNADNA合成合成雙鏈雙鏈DNADNA（目的基因）（目的基因）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸序列序列推測推測mRNAmRNA的的核苷酸核苷酸序列序列推測推測結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因的核苷酸的核苷酸序列序列化學化學合成合成目目的的基基因因人工合成法人工合成法反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知氨基酸序列直接合成根據(jù)已知氨基酸序列直接合成DNA用限制酶切割用限制酶切割同種同種限制酶切斷限制酶切斷目的基因插目的基因插入質(zhì)粒切口入質(zhì)粒切口加適量加適量DNADNA連接酶連接酶形成重組形成重組DNADNA

8、分子分子質(zhì)粒質(zhì)粒目的目的基因基因露出黏性末端露出黏性末端露出黏性末端露出黏性末端2.2.目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合 DNA DNA重組重組步驟（以質(zhì)粒為例）步驟（以質(zhì)粒為例）（相同）（相同）至少切幾個鍵？至少切幾個鍵？切幾個鍵？切幾個鍵？經(jīng)同種限制酶切割的許多目的基因與許多質(zhì)粒經(jīng)同種限制酶切割的許多目的基因與許多質(zhì)?；旌?，加混合，加DNADNA連接酶，可能會出現(xiàn)幾種結(jié)合情況？連接酶，可能會出現(xiàn)幾種結(jié)合情況？（假設兩兩結(jié)合）（假設兩兩結(jié)合）基因表達載體的組成：基因表達載體的組成：重組重組DNADNA分子：分子：目的基因+目的基因自連載體+載體自連目的基因+載體連接3 3、將目的基因

9、導入受體細胞、將目的基因?qū)胧荏w細胞轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化常用的受體細胞：常用的受體細胞：有大有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、桿菌、酵母菌和酵母菌和動植物植物細胞等。胞等。將目的基因?qū)胧荏w細胞的原理將目的基因?qū)胧荏w細胞的原理植物細胞植物細胞動物細胞動物細胞微生物細胞微生物細胞農(nóng)桿菌侵染法農(nóng)桿菌侵染法基因槍法基因槍法植物病毒侵染法植物病毒侵染法顯微注射法顯微注射法用用CaCICaCI2處理處理受體細胞4 篩選含有目的基因的受體篩選含有目的基因的受體利用標記基因來篩選：利用標記基因來篩選：通過檢測標記基因的有無，（或利用標記通過檢測標記基因的有無，（或利用標記基因體現(xiàn)的性狀）來判斷目的

10、基因是否導基因體現(xiàn)的性狀）來判斷目的基因是否導入受體細胞。入受體細胞。對目的基因進行分子水平的檢測：對目的基因進行分子水平的檢測：通過合成標準探針，利用通過合成標準探針，利用DNA雜交技術來雜交技術來進行目的基因的檢測。進行目的基因的檢測。5 目的基因的表達目的基因的表達1、通過鑒定目的基因的產(chǎn)物蛋白來、通過鑒定目的基因的產(chǎn)物蛋白來確定目的基因的表達。確定目的基因的表達。2、目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體、目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體細胞（或受體細胞發(fā)育來的生物體）細胞（或受體細胞發(fā)育來的生物體）會表現(xiàn)特定的性狀，通過性狀的觀察會表現(xiàn)特定的性狀，通過性狀的觀察來確定目的基因的表達。來確定目的基因

11、的表達。如何利用魚中的抗凍基因，通過轉(zhuǎn)基因技術獲得抗如何利用魚中的抗凍基因，通過轉(zhuǎn)基因技術獲得抗寒能力提高的香蕉植株？寒能力提高的香蕉植株？在運用轉(zhuǎn)基因香蕉的過程中，在生態(tài)安全方面可能在運用轉(zhuǎn)基因香蕉的過程中，在生態(tài)安全方面可能會出現(xiàn)什么問題？（列舉兩點）會出現(xiàn)什么問題？（列舉兩點）從魚中提取目的基因（從魚中提取目的基因（幾種方法？幾種方法？），插入土壤農(nóng)桿菌的），插入土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒，形成重組質(zhì)粒（質(zhì)粒，形成重組質(zhì)粒（用什么酶用什么酶）。通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化導）。通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化導入香蕉受體細胞（入香蕉受體細胞（還有幾種導入方法？還有幾種導入方法？），用標記基因篩，用標記基因篩選含有目的基因的受

12、體細胞，將選含有目的基因的受體細胞，將篩選篩選出的香蕉細胞通過組出的香蕉細胞通過組織培養(yǎng)形成植株。將植株放在寒冷的地方種植，織培養(yǎng)形成植株。將植株放在寒冷的地方種植，篩選篩選保留保留能存活下來的植株。（能存活下來的植株。（兩次篩選分別選什么兩次篩選分別選什么）生態(tài)安全問題包括：生態(tài)安全問題包括：外源基因擴散到其他物種（外源基因漂移）；外源基因擴散到其他物種（外源基因漂移）；轉(zhuǎn)基因植株擴散影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；轉(zhuǎn)基因植株擴散影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；轉(zhuǎn)基因植株擴散對生物多樣性的影響；轉(zhuǎn)基因植株擴散對生物多樣性的影響；轉(zhuǎn)基因植物殘體或分泌物對環(huán)境的影響。轉(zhuǎn)基因植物殘體或分泌物對環(huán)境的影響。l復習：復習：l寫出抗蟲棉的形成過程寫出抗蟲棉的形成過程