基因工程培训课程

乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转鱼抗寒基因的番茄第一页，共四十页。专题１：基因工程第二页，共四十页。基因工程：

基因工程是指按照人们的愿望,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,从而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分子水平上进行设计施工，因此叫做DNA的重组技术。注：基因工程能定向改造生物的遗传性状第三页，共四十页。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（原理）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(人工）基因重组第四页，共四十页。转基因抗虫棉抗虫棉普通棉第五页，共四十页。基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？第六页，共四十页。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提取出来关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞第七页，共四十页。1.1DNA重组技术的基本工具：1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”2、DNA连接酶——“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”第八页，共四十页。1、限制性核酸内切酶2特点：识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，在特定的位点切割（特异性）。

1分布：

主要在原核生物中

第九页，共四十页。限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。限制酶识别序列的中轴线第十页，共四十页。3结果：打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。第十一页，共四十页。磷酸二酯键第十二页，共四十页。G1234512345A第十三页，共四十页。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。EcoRⅠ第十四页，共四十页。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。第十五页，共四十页。1.黏性末端和平末端都由限制酶进行切割产生，下列说法正确的是（）A.切割这两种末端可以用同一种限制酶B.切割这两种末端需不同的限制酶C.这两种末端可以相互拼接D.拼接时，限制酶参与拼接过程

B第十六页，共四十页。如果把两种不同来源的DNA的用同一种限制酶（如EcoRⅠ）来切割，会怎样呢？

会产生互补的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。第十七页，共四十页。二、“分子缝合针”

——DNA连接酶1、种类：2、作用部位：E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶

磷酸二酯键

DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。第十八页，共四十页。……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……G

AATTC…………CTTAA

G…………G

AATTC…………CTTAA

G……酶切第十九页，共四十页。P6寻根问底：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？第二十页，共四十页。DNA连接酶与DNA聚合酶DNA连接酶DNA聚合酶连接DNA链连接部位模板结果双链单链DNA片段间形成磷酸二酯键单个核苷酸与DNA片段间形成磷酸二酯键不需要模板需要模板将DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子第二十一页，共四十页。2.关于DNA连接酶的叙述正确的是（）A.DNA连接酶将单个核苷酸连接到DNA片段上B.DNA连接酶将两条单链DNA连接起来C.DNA连接酶可形成磷酸二酯键D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用相同C第二十二页，共四十页。

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！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。第二十三页，共四十页。三、“分子运输车”

——基因进入受体细胞的载体⒈载体需要的条件：⑴有一个至多个限制酶切点（每种酶的切点最好只有一个），以连接外源基因⑵对受体细胞无害⑶具有自我复制能力或整合到染色体的DNA

上，随染色体DNA进行同步复制⑷有某些标记基因，便于筛选⒉运载体的种类：⑴细菌的质粒(plasmid)⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？⑵霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？

⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？

质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是在天然质粒基础上人工改造而成的。第二十四页，共四十页。能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。第二十五页，共四十页。3.下列有关基因工程的叙述，正确的是（）

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体

B.所有限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C.一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体

D.细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体C第二十六页，共四十页。4.下列关于质粒的叙述，正确的是（）

A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器

B.质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型环状DNA分子

C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制

D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的

B第二十七页，共四十页。限制酶在原核生物中作用：切割外源DNA，使之失效，从而达到保护身的目的。为什么限制酶不剪切自身的DNA？1、其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列2、或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。

第二十八页，共四十页。模拟制作：用EcoRⅠ在特定部位对某载体DNA进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。第二十九页，共四十页。……TCCTAG……AGGATCTTAAAATTCTCGGTATGGAGCCATACTTAAAATTCCATAC……GGTATG…………ATAGCATGCTATCCATG……TATCGTACGATAGGTACTTAAAATTCGGCATAC……GCCGTATG……重组DNA分子的模拟操作第三十页，共四十页。基因表达载体的构建过程质粒DNA分子限制酶处理两个切口获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种一个切口两个黏性末端第三十一页，共四十页。

1．下列四个DNA分子片段，彼此间具有互补黏性末端的一组是（）

A．①②

B．②③

C．③④

D．②④练习B第三十二页，共四十页。2、（双选）下列关于限制酶的说法不正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B.自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因C.不同的限制酶切割的切点不同D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列AB

第三十三页，共四十页。3、图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③

D.①④③②C第三十四页，共四十页。4、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（）

A.BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT—B.BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—C.EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—D.BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—D第三十五页，共四十页。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”──限制酶DNA连接酶基因进入受体细胞的载体课本知识回顾第三十六页，共四十页。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第三十七页，共四十页。二、“分子缝合针”——DNA连接酶1、种类：2、作用部位：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶磷酸二酯键第三十八页，共四十页。基因进入受体细胞的载体通常有三种:在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在基础上进行过的质粒λ噬菌体衍生物动植物病毒天然质粒人工改造第三十九页，共四十页。内容总结乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)。基因拼接技术或DNA重组技术。1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。2、DNA连