苏教版生物选修3第一节《 基因工程概述》

1、1.1基因工程概述. 基因工程的概念基因工程的概念在在生物体外生物体外，通过人工，通过人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方法，对生物的基等方法，对生物的基因进行因进行改造改造和和重新组合重新组合，然后导，然后导入受体细胞，并使重组基因在受入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。基因产物的技术。基因操作的工具基因操作的工具进行基因操作最少需要以下三种工具：进行基因操作最少需要以下三种工具：、基因的剪刀、基因的剪刀限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶（限制酶）一种限制酶一种限制酶只能只能识别识别一种一种特定的脱氧特定的脱氧核苷酸核苷酸序列序

2、列，并在特，并在特定的定的位点位点上将上将DNA DNA 分分子切断。目前已发现子切断。目前已发现的限制酶有的限制酶有5 50000多种。多种。编辑ppt1、限制性内切酶作用过程限制性核酸内切酶一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列酶分布在细菌中特点特异性切割位点切割位点实质；实质；2个磷酸二酯键的断裂个磷酸二酯键的断裂 氢键会自然断裂氢键会自然断裂DNADNA被限制酶切断后有两个被限制酶切断后有两个反向互补反向互补的的“黏黏性末端性末端”（单链的片段）（单链的片段）。被同一种限制酶切断的。被同一种限制酶切断的几个几个DNADNA具有相同的黏性

3、末端，能够通过互补进具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。行配对。磷酸二酯磷酸二酯键键切割位点切割位点、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将连接酶的作用是：将互补配对的两互补配对的两个黏性末端个黏性末端连接起来，使之成为一个完整连接起来，使之成为一个完整的的DNADNA分子。分子。重重播播、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将连接酶的作用是：将互补配对的两互补配对的两个黏性末端连接个黏性末端连接起来，使之成为一个完起来，使之成为一个完整的整的DNADNA分子。分子。实质：（氢键容易结合）实质：（氢键容易结合）催化形成磷酸二酯键催化形成

4、磷酸二酯键3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物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！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。胞内去！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。运载体必须同时满足三个要运载体必须同时满足三个要求：求：含有复制原点且能保证在受含有复制原点且能保证在受体细胞中进行独立复制的复制区；体细胞中进行独立复制的复制区；独特的标记基因独特的标记基因；目的基因插；目的基因插入位点入位点。 常用的载体有质粒、常用的载体有质粒、噬菌体、

5、动植物病毒等；噬菌体、动植物病毒等；最早用的载体是一种环状最早用的载体是一种环状DNADNA质粒。质粒。目目的的基基因因插插入入位位点点目前被较广泛提取使用目前被较广泛提取使用的目的基因有：的目的基因有： 苏苏云金杆菌抗虫基因、人云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。因、植物抗病基因等。基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤( (一）提取目的基因一）提取目的基因将将需要的基因从需要的基因从供体供体生生物的物的细胞细胞内提取出来。内提取出来。供体生物细胞供体生物细胞取出取出DNADNA用限制酶剪去用限制酶剪去多余部分

6、多余部分目的基因目的基因限制酶限制酶提取目的基因的方法提取目的基因的方法直接分离基因直接分离基因( (从基因文库中获取）从基因文库中获取）鸟枪法鸟枪法将供体生物的将供体生物的DNADNA用限制酶切割为许多片段，再用运用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。工程就算成功了。该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原

7、核生物中去。功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。人工合成人工合成有有两种方法：两种方法： 直接合成法直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使信使RNARNA核苷酸顺序，再据此推算出基因核苷酸顺序，再据此推算出基因DNADNA的脱的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。的基因。DNADNA合成仪合成仪（3 3）利用）利用PCRPCR技术扩增目技术扩增目的基因的基因 逆转录法逆转录法：以信使：以信使RNARNA为模板，在逆转录酶的作用下为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成将脱氧核苷酸合

8、成合成DNA(DNA(基因基因) )。质粒质粒DNADNA分子分子限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种( (二二) )构建基因表达载体构建基因表达载体4.4.过程过程: :( (三三) )将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞转化转化 方法方法将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入动物动物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法感受态细胞感受态细胞目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞内维持受体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达( (四四) )目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检查是否成功检查是否成功检测检测个体水平鉴个体水平鉴定定检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA DNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因检测目