六、2、基因工程及其应用(1、2、3课时,教案版)

基因工程及其应用TTTTAGCCGGAA能发光的水母请您欣赏能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼回忆咱们已经学过的育种方法有哪些？选择育种、杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种5种育种方式，这些育种方式都只能在同一种生物不同品种间进行，都没有突破种间的界限，要想实现种间基因交流，把不同种生物的基因组合在一起，将一种生物的优良性状转移到另一种生物身上，就需要另一种育种方式叫做基因工程育种。第六章第二节我们先简单了解一下基因工程，以及利用基因工程进行的育种，基因工程育种，学完这本书咱们马上开选修三，选修三的第一章咱们还会再具体详细的学习有关基因工程的知识。基因工程又叫基因拼接技术或者DNA重组技术，或者转基因技术在以前咱们也提过有些水母能够发出荧光，发光性状的出现是由于发光基因表达的结果。这些水母体内有发光基因，发光基因如果表达了，什么叫基因的表达，控制合成蛋白质了有蛋白质的合成了就说明基因表达了。发光基因表达了就能合成荧光蛋白，让水母表现为发光是否能让不发光的热带鱼也发光？让没有这种性状的生物有这种性状？能，怎么做？把水母的发光基因导入到热带鱼体内，如果发光基因在热带鱼体内也表达了，合成了荧光蛋白就能让热带鱼发光。请您欣赏这是可以实现的，培育除了会发光的热带鱼，如果把水母的荧光基因导入到小鼠体内也可以培育出会发光的小鼠。请您欣赏超级小鼠与超级鱼普通鱼和普通小鼠，个头很小，如果利用基因工程技术，把人的生长激素基因导入到小鼠和鱼体内，如果生长激素基因在小鼠和鱼体内表达了合成了人的生长激素就能促进鱼和小鼠的生长，从而培育出超级鱼超级小鼠，比普通鱼和小鼠个头都大。能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏还有一个经常举得例子，通过基因工程技术把人的胰岛素基因导入到大肠杆菌体内，如果这个基因在大肠杆菌体内也表达了，结果就是合成了人胰岛素这种蛋白质，由于细菌繁殖很快，所以短时间内就可获得大量胰岛素，从而降低了胰岛素的价格。这里有个点，具体某个基因表达后的产物是什么？合成了什么蛋白质呢？什么什么基因，前面这个物质一般都是这个基因表达后合成的蛋白质，这个基因表达后的产物。基因“嫁接”这些例子中，都涉及了将一种生物的基因取出放入到另一种生物体内，这些新品种的产生都涉及到了基因的嫁接。都利用过了基因工程。思考：1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？2、推测怎样才能实现基因的“嫁接”？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？2、推测一下具体怎么操作？怎么实现基因的嫁接？首先得把需要的基因，经常叫做目的基因从某种生物体内取出，基因是具有遗传效应的DNA片段，是在DNA上的，我们从DNA上取下基因，就应该把基因从DNA上剪下来，然后再把这个基因放到另一种生物体内。和另一种生物的基因拼接在一起。3、嫁接对品种的改良有什么意义？能不能改良改变生物的性状？且这种改变是定向还是不定向的？定向的，我们需要什么性状就怎么改，想让鱼发光就把发光基因导入，这种基因的嫁接的技术就是基因工程技术。所以基因工程育种和我们前面讲的诱变育种最大的区别就是，诱变育种是不定性的，基因工程育种是定向的。通过基因工程育种我们可以定向的改变生物的性状。一、基因工程的概念：

又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原理操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因重组生物体外基因/DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。根据概念我们来填填这个表？基因工程的原理是什么，1、原理是？基因重组，把一种生物的基因取出来放入都另一种生物细胞内，和另一种生物的基因组合在一起，把不同生物的基因组合在一起，实现了基因的组合，（但是这种类型的基因重组和自然状态下，减数分裂过程中发生的基因重组不同，首先发生时间上，减数分裂中的基因重组仅限于减1前和后期发生，）前面咱们讲过两种类型的基因重组是发生在减数分裂的过程中，且仅限于本物种范围内，而基因工程却打破了物种的界限，可以实现不同物种间基因的重组。2、基因工程的操作环境，主要是在体内还是体外？3、操作对象是谁？把谁取出改造啊？基因，或者说DNA分子4、操作水平是分子水平还是细胞水平？是对基因DNA分子进行操作所以属于分子水平；如果直接改造的是蛋白质，也属于分子水平的改造，如果改造细胞器，这属于细胞水平的，只要直接处理改造的生物大分子则属于分子水平。5、通过基因工程改造，最终的结果是什么？可以。。。。。基因工程育种和诱变育种最大的区别就在于，诱变育种是不定向的，基因工程育种是定向的。6、要实现基因工程培育新品种，基本过程有四大步，首先得把我们需要的基因，叫什么基因，目的基因从一种生物的DNA上剪切下来，然后和一种运载体拼接，让这种运载体带着目的基因进入另一种生物体内，也就是导入到另一种生物体内，然后让目的基因在另一种生物体内表达，合成某些蛋白表现出我们需要的性状。培育转基因大肠杆菌的简要过程：普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素)人体组织细胞提取胰岛素基因与运载体DNA拼接导入大肠杆菌(含胰岛素基因)转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素)实例展示具体讲个例子，普通大肠杆菌当然是不能合成人的胰岛素的，要想通过基因工程培育能合成人胰岛素的转基因大肠杆菌基本过程：剪切，拼接，导入和表达。首先得把我们需要的目的基因也就是胰岛素基因人的细胞中剪切提取出来，然后和运载体拼接，让运载体带着胰岛素基因导入到大肠杆菌体内，这样这个大肠杆菌体内就含有人胰岛素基因了，这个大肠杆菌就叫转基因大肠杆菌，这个大肠杆菌一定能合成人的胰岛素嘛？这个大肠杆菌就直接能作为工程菌投入到生产中去吗？那不一定，因为胰岛素基因在人体内不一定能够表达，生物体内的基因是选择性表达的，大肠杆菌体内有很多基因并不是所有的基因都能表达的，对吧，所以只有这个基因在大肠杆菌体内顺利表达了，这个转基因大肠杆菌就才能合成分泌人的胰岛素。这样的转基因大肠杆菌才能投入生产使用。这是利用基因工程技术培育转基因大肠杆菌的整个过程。培育转基因大肠杆菌的关键步骤：1.ONE胰岛素基因从人体细胞内提取出来2.TWO胰岛素基因与运载体DNA连接3.THREE胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体在利用基因工程培育新品种的过程中，每一步的完成都需要一些特殊工具，要把目的基因剪切下来需要专门剪基因的剪刀，要把目的基因和运载体DNA拼接起来需要专门缝基因的针线，要把目的基因导入到受体细胞中，当然需要能够带目的基因进入受体细胞的运载体。这就是基因工程中最重要的三大工具，课本P102第二段最后一句话也提到了，基因工程最基本的工具。1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶作用特点：识别DNA双链中特定核苷酸序列，在特定的切点切割DNA，具特异性。

二、基因操作的工具例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。中轴线具体基因的剪刀，针线，运载体是什么东西？下面我们来认识一下基因工程中的三大工具，首先是基因的剪刀，专门剪基因的剪刀，全名叫限制性核酸内切酶，简称限制酶，核酸有几种？DNA和RNA，核酸内切酶是专门剪切哪种核酸什么?是专门切基因的，基因是有遗传效应的DNA片段，所以限制性核酸内切酶是专门切DNA这种核酸的。专门剪基因的酶为什么叫限制性核酸内切酶，名字的由来，这种酶主要是在一些细菌等微生物体内分布，内切酶，是把我们需要的基因从DNA的内部切下来，不是从DNA两侧切，是从DNA的内部直接将我们需要的基因切下来，限制性的意思是，这种酶他能都够限制外源DNA的进入，当有外源基因进入了，这种酶就会对外源基因进行切割，使外源基因失活，防止对自身DNA的干扰，但是这种酶不会切割自己的DNA的。这种酶只切割外来基因。既然是酶一定具有专一性或者说吧，限制酶的专一性特异性表现在？把这句话在课本上画出来，这也是限制酶的作用特点。目前发现的限制酶已有500多种，但是每种酶识别的核苷酸序列和切割的位点一般都是不同的，另外限制酶是切DNA的所以识别的是DNA双链中特定的核苷酸序列然后在特定位点切DNA的。1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶作用特点：识别DNA双链中特定核苷酸序列，在特定的切点切割DNA，具特异性。

二、基因操作的工具例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。中轴线这个表展示了4种不同的限制酶他识别的序列和具体切割的位点，注意由于限制酶是切割DNA的所以识别的一定是DNA双链中特定的核苷酸序列，是双链。箭头代表的是切割位点，从哪切割。显然这4种酶识别的DNA序列和切割的位点不同。（限制酶识别的是DNA双链中特定的核苷酸序列，）仔细分析一下，限制酶在识别和切割时具体有哪些特点？首先限制酶识别的核苷酸序列的长度一般都是4-6个脱氧核苷酸，或者说4-6个碱基另外限制酶识别的DNA序列有一个特点，这种限制酶识别的核苷酸序列这条DNA单链从左到右读是AGCT序列，这条单链从右向左读也是AGCT，一样吧，这两条DNA单链上核苷酸序列刚好是反向重复的；这种限制酶识别的DNA序列，这条链上序列是，另一条链上序列是，两条链上的核苷酸序列刚好是反省重复的。所以限制酶识别的DNA序列，两条DNA单链上核苷酸序列刚好是反向重复的，这种两条单链上反向重复的DNA序列叫做回文序列，所以限制酶识别的DNA序列是回文序列（限制酶识别的序列长度一般是4-6个核苷酸，识别的DNA序列是回文序列，）这是限制酶在识别的时候两个特点，再看限制酶在切割DAN分子的时候有什么特点。限制酶识别的DNA序列是回文（反向重复）序列1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶作用特点：识别DNA双链中特定核苷酸序列，在特定的切点切割DNA，具特异性。

二、基因操作的工具例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。中轴线每个序列都有一个正中央的位置，如果沿正中央的位置画条线，这条线就是每个序列的中轴线，这个限制酶的切割位点是在序列的中轴线上，还是中轴线的两侧？这个限制酶的切割位点是在这里，这个限制酶是在中轴线的位置进行切割；这个序列的中轴线是在这里，AT间，限制酶切割的位点是中轴线的两侧进行切割；这个限制酶是在哪进行切割的？序列中轴线的位置进行切割的，所以限制酶切割的方式切割的位置有两种要么是在序列的中轴线上切割，要么是在中轴线两侧切割。这是限制酶识别和切割的一些特点。我们看一种经常考查的限制酶，ECOR1，这是大肠杆菌的缩写，one代表是从大肠杆菌体内分离出的第一种限制酶。它识别的序列是GAATTC序列，如果让你画出ECOR1识别的序列你怎么画？限制酶识别切割的是DNA是双链，所以画的时候一定是画双链吧。一条链中的序列是GAATTC那另一条链中的序列反过来也是GAATTC序列。我们在说限制酶识别序列的时候一般都只说一条链上的核苷酸序列但是具体你要知道他识别的是DNA，是两条链，画的时候要画双链。ECOR1的切割位点是在GA之间，显然ECOR这种限制酶他切割的方式是在序列中轴线两侧进行切割吧。被识别的DNA序列是回文序列黏性末端EcoRⅠ黏性末端：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，这样的片段叫黏性末端。看一下在中轴线两侧进行切割的结果是什么，这是个DNA分子，我们如果用ECOR1进行切割，首先在DNA分子中找到ECOR1识别序列GAATTC序列，先把识别的DNA序列找出来，然后切割位点是GA之间，把G和A切开，这条链也是在GA间切割，切割位点是中轴线两侧，切割之后会形成什么样的片段？这切了这也切了，DAN主链切开后碱基对间的氢键也会断裂，最终就形成了这样的两个DNA片段，在中轴线两侧切割后会形成两个这样的DNA片段。这个片段中的这条链有TTAA这四个碱基是向外伸出的没有配对的，这个片段中这四个碱基是向外伸出没有配对的。这种切割后向外伸出含没有配对片段就叫黏性末端。注意黏字这是一个黏性末端，这是一个黏性末端，所以如果在中轴线两侧进行切割，结果是能产生粘性末端，而且是两个黏性末端。限制酶切割的方式或者说位置有几种？两种，一种是像ECOR1这种限制酶在中轴线两侧切割，能产生黏性末端，还有的限制酶是从中轴线的位置切割，如果从中轴线上切割，还能产生向外伸出的黏性末端吗？不能，这种末端我们把他叫做平末端。所以限制酶切割的方式有两种，能产生两种不同的末端，从中轴线两侧切割产生黏性末端，在轴线上切割产生的是平末端。在必修课本讲得主要是黏性末端GCTATAGCTATA思考：限制酶切割DNA分子的具体部位是什么？作用部位：磷酸二酯键有个问题，限制酶是识别切割DNA的，具体切割的是DNA的什么？DAN就像梯子，中间的碱基对像阶梯，两边主链像扶手，DNA的主链是什么由什么构成的，由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成的，脱氧核糖和磷酸间通过什么键连在一起的，？磷酸二脂键，要把GA间切割，其实切割的是什么？断开的是什么？是磷酸二脂键，碱基对间的氢键是自己断开的，当主链一断开的时候，氢键就不足以维持了也就自动断开，当时我们讲DNA复制时，要解开双螺旋必须需要什么酶解旋酶打开氢键，复制时想打开氢键必须用解旋酶，因为那时候主链没断，现在主链断了，氢键就可以自然断裂无需解旋酶了。限制酶作用的是磷酸二脂键切割的是磷酸二脂键而不是氢键。同种限制酶切割后产生相同的黏性末端；这是四种限制酶识别的序列和切割的位点，现在拿出一张纸，画出，第一限制酶切割后的切开后形成两个DNA片段，第四种限制酶切割后的结果，形成的两个DNA片段。两边都有短线，代表两边还有序列所以短线不能丢了同种限制酶切割不同的DNA，产生的黏性末端一不一样？这是两个DNA分子，均用ECOR1这种限制酶进行切割，这个DNA用ECOR1切割产生AATT和TTAA两个黏性末端，这个DNA也用ECOR1切割，同样产生AATT和TTAA两个黏性末端，是一样吧。同种限制酶识别的序列及切割的位点是一定的。那不同限制酶识别的序列肯定不同，那有没有可能切割产生的黏性末端反而是一样的，有没有这种可能？刚才让你们写的，第一种限制酶切割后两个黏性末端序列分别是CTAGG,GGATC，第四种限制酶切割后产生的两个黏性末端分别是CTAG和GATC，虽然不同限制酶识别的序列切割的位点不一样但是有可能产生相同的黏性末端不同限制酶切割可能产生相同的黏性末端。1、要想获得目的基因必须用限制酶切几个切口？2、会产生几个黏性末端？思考与讨论:目的基因这是一个很长的DNA分子，中间红色的部分是我们需要的目的基因，要想把目的基因从DNA上剪切下来需要切几个切口？（切几刀？切几次？）同时能产生几个黏性末端？限制酶识别切割的是DNA，是双链吧，所以切一次，目的基因黏性末端黏性末端GCTATAGCTATA假如这个目的基因两侧都有ECOR1这种限制酶的识别序列，我们就可以用ECOR1这种限制酶来切取我们需要的目的基因，目的基因左侧有ECOR1的识别序列，GAATTC序列，ECOR1结合上然后在G和A间进行切割，具体切割的是什么？鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸间的磷酸二脂键，然后就形成了这样一个切口，两个DNA片段，这是什么？两个黏性末端目的基因2个切口，4个黏性末端左侧有识别序列，识别结合然后切割，产生一个切口，两个黏性末端，如果右侧也有ECOR1的识别序列，ECOR1识别结合在G和A间切割，又产生一个切口，两个黏性末端，所以要获得目的基因需要切2个切口产生4个黏性末端。世纪金榜大本上也考到了这个问题，但是答案给错了。正确的应该是2个切口4个黏性末端。1、要想获得目的基因必须用限制酶切几个切口？2、会产生几个黏性末端？CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因黏性末端1、这是一个DNA，黄色这部分是需要的目的基因，如何用ECOR1这种限制酶来切取我们需要的目的基因呢？首先得找到ECOR1的识别序列，他识别的是什么序列？GAATTCA，哪有？这是一个，另外目的基因的另一侧也有识别序列，找到识别序列了下面该切割了吧，在G和A间进行切割，切割后有几个片段？3个，哪三个自己要会画，中间这个DNA片段就是我们需要的目的基因。如何从一种生物的DNA上剪切下目的基因我们就知道了，2、基因的“针线”——DNA连接酶连接酶的作用：

将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。连接的部位：生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：CTT

AAG黏性末端黏性末端

AA

TTCG黏性末端

AA

TTCG黏性末端

AA

TTCGDNA连接酶1、如果给你两个DNA片段，问你这两个片段能不能拼接在一起？怎么判断？首先看这两个片段的黏性末端能不能互补配对吧，如果能，碱基一互补配对，碱基对间的氢键能自然形成，以前说过氢键的形成不需要酶的催化，氢键一形成是不是这两个DNA片段就连起来了？主链上还有缺口吧，G和A间还有缺口吧，这个G和A间还有缺口吧，所以要想让两个DNA片段拼接在一起还需要一种酶，将主链连起来，这种酶就叫DNA连接酶，就是专门连基因的针线。DNA连接酶的作用就是专门连接DNA片段的，而且什么样的两个DNA片段才能被连接酶连起来？（两个DNA片段的黏性末端必须是能互补配对的）黏性末端能互不配对的两个DNA片段才能用DNA连接酶连起来。2、DNA连接酶的作用是将主链上鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸连在一起，两个脱氧核苷酸怎么连在一起？通过磷酸二脂键吧，所以DNA连接酶的连接的部位是核苷酸间的磷酸二脂键，催化磷酸二脂键的形成。限制酶的作用是什么？切断磷酸二脂键，DNA连接酶的作用是形成磷酸二脂键，一个切一个形成。使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATG

AATTCCCTAA

GAAGTACTTAA

GGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG思考：DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点？这是一个DNA片段，这是一个片段，这是一个片段，要想把这些片段连起来，首先看他们的黏性末端是否能够互补配对吧，能互不配对的才能用连接酶连起来，不能互不配对的是用连接酶连不起来的。那这些片段的黏性末端能互补配对不？能，把这个片段平移下来刚好能互补配对吧，一互补配对，碱基间的氢键就自然形成了，氢键的形成不需要酶的催化，另外还需要DNA连接酶催化形成磷酸二脂键将主链也连起来，这样这几个DNA片段就连在一起形成了一个重组DNA分子。DNA聚合酶什么作用，在DNA复制它能催化磷酸二脂键的形成从而将游离的脱氧核苷酸连接成链的，而DNA连接酶作用也是催化磷酸二脂键把DNA片段连在一起的。相同点：都是催化磷酸二脂键的形成的，不同点：DNA聚合酶是将一个个游离的核苷酸连起来的，，而连接酶是将DNA片段连在一起的，相同点：都催化形成磷酸二脂键；不同点：DNA聚合酶是将一个个游离的脱氧核苷酸连起来，DNA连接酶是将DNA片段连起来。限制酶、解旋酶、DNA酶的功能？CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因黏性末端假如我们是用ECOR1把目的基因从一种生物的DNA上剪切下来了，这个目的基因带有两个黏性末端，如果我们要想让目的基因和运载体DNA拼接起来，那我们是不是也的用限制酶切割运载体，让运载体也产生黏性末端，然后拼接啊，那你说用什么限制酶去切割运载体呢？也要用ECOR1进行切割，同种限制酶切割后产生的黏性末端是一样的，这个两个和这两个是一样的，这个黏性末端和目的基因上的这个黏性末端刚好互不配对吧，这个末端和这个末端刚好碱基互补配对，这样DNA连接酶才能将目的基因和运载体DNA连起来吧，所以一般我们都是用同种限制酶切割目的基因和运载体DNA，保证将来目的基因一定能和运载体DNA连起来，但是也有例外，有的时候不同的限制酶切割也可能产生相同的黏性末端，用一种限制酶切割目的基因产生这样两个黏性末端，用另一种限制酶切割运载体也产生了相同的两个黏性末端，同样两个DNA片段的末端同样是能互不配对能拼接在一起的，但是一般操作的时候都是用同种限制酶切割运载体和目的基因。使用DNA连接酶制作重组DNA分子目的基因CTTCATG

AATTCCCTAA

GAAGTACTTAA

GGGATT运载体GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG基因工程操作中，常常用同种限制酶剪切含目的基因的DNA分子和运载体下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用DNA连接酶连接的DNA片段组合是①…CTGCA…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…G…A.①③；②④

B.①②；③④

C.①④；②③

D.以上都不对A哪两个DNA片段能用用DNA连接酶连接起来，黏性末端能互不配对的两个DNA片段才能用DNA连接酶连起来。这个DNA分子的黏性末端和谁能配对啊？和这个DNA分子的黏性末端吧，所以13这两个DNA片段可以通过DNA连接酶连在一起。DNA连接酶的作用是：A.子链和母链之间形成氢键

B.黏性末端之间形成氢键

C.两个DNA片段间的缝隙连接

D.A、B、C都对C探究思考：已知限制酶能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。设想如果我们把外源DNA分子直接导入受体细胞，结果会怎样？

可见外源DNA分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。哪么谁能承担这个任务呢？为了让目的基因能成功的进入受体细胞且不被切割，我们还需要一种工具，运载体，能帮助目的基因进入受体细胞还能防止目的基因被受体细胞切割。L.3.基因的运输工具——运载体质粒：●存在于细菌及酵母菌等生物的细胞中●游离在拟核或细胞核之外的小型环状DNA分子；

运载体应该具有什么特点呢?作用：将外源基因送入受体细胞。种类：质粒（最常用）、噬菌体和动植物病毒常含有抗药基因（标记基因）；●质粒的存在对受体细胞无影响。●质粒的复制只能在受体细胞内完成

大肠杆菌的质粒●能够自主复制；●有些质粒含有抗药基因（标记基因）；●质粒的存在对受体细胞无影响。基因工程中的三大基本工具，基因的剪刀是限制酶，基因的针线是DNA连接酶，第三种工具就是运载体，运载体的作用就是协助目的基因进入受体细胞的；2、谁可以做运载体呢，运载体的种类，课本中也有，最常用的运载体是质粒（接着来说基因工程中的第三个基本工具，运载体，运载体的作用是？协助目的基因进入受体细胞，谁可以做运载体？运载体的种类？其中最常用的运载体是质粒）3、什么是质粒我们来了解一下，首先课本中提到了质粒主要存在于什么生物体内？画上，经常考察这样一句话质粒只存在于细菌等原核生物体内，对不对啊？酵母菌是真菌真核生物中也有质粒，质粒主要是存在于细菌等原核生物体内，有些真和生物体内也有例如酵母菌。4、大肠杆菌是细菌，细胞内也有质粒，具体质粒是什么东西？有什么特点，我们以大肠杆菌的质粒为例说一下这是大肠杆菌的结构示意图，大肠杆菌单细胞生物，这是大肠杆菌的DNA，DNA分子存在的区域叫拟核吧，在拟核之外在细胞质中还有一些小型的环状DNA分子，这些小型环状DNA分子就是质粒。质粒就是游离在细胞核或者拟核之外的小型环状DNA分子，如果是真核生物体内的质粒就是游离在细胞核之外的。质粒对于细菌的生存并不是必要的，没有质粒细菌也能正常生活。5、质粒的特点主要有以下几个，以下属于了解内容不用记，质粒是能够自主复制，把大肠杆菌的质粒放大，在质粒上有很多特殊的序列，有控制复制的起始位点叫复制起点，质粒就可以从复制起点开始复制，如果目的基因和质粒这种运载体拼接在一起了，那么目的基因就可以随着质粒的复制而复制，从而实现目的基因的大量扩增，所以运载体不仅能够协助目的基因进入受体细胞，还能帮助目的基因在受体细胞内大量复制。6、质粒是要带着目的基因进入受体细胞的，质粒进入受体细胞一般对受体细胞是没有影响的。一般不会产生什么有害的影响。3.基因的运输工具——运载体质粒：●存在于细菌及酵母菌等生物的细胞中●游离在拟核或细胞核之外的小型环状DNA分子；

运载体应该具有什么特点呢?作用：将外源基因送入受体细胞。种类：质粒（最常用）、噬菌体和动植物病毒大肠杆菌的质粒●有些质粒含有抗药基因（标记基因）；●质粒的存在对受体细胞无影响。1、质粒上除了复制起点外，还有一些特殊的基因，例如有控制质粒转移的基因，正因为有这个基因，质粒才能带着目的基因进入受体细胞。2、有些质粒含有抗药性基因，例如有的质粒上有抗青霉素基因，这个基因表达后能够让细菌抵抗青霉素这种抗生素，成为抗性菌，抗四环素基因，可以让大肠杆菌抵抗四环素这种抗生素。有些细菌具有抗药性，能够抵抗某些抗生素，是抗性菌，其实在这些抗性菌体内就含有一些抗生素抗性基因。3、抗性基因在拟核DNA上吗？不在，是在质粒DNA上。4、抗性基因通常是作为标记的，也被称为标记基因的。抗生素抗性基因具体如何做标记一会再讲。DNAlinking-enzymerestrictionendonucleaseDNAlinking-enzyme胰岛素基因运载体应具备的条件：1.能够在宿主细胞内复制并稳定保存；2.具有多个限制酶切点以便与多种目的基因相连；3.具有标记基因，便于检测目的基因是否导入受体细胞运载体应具备什么条件才能够将目的基因带入到受体细胞中呢？1、这是某种生物的DNA分子，这一段是我们需要的目的基因，目的基因要想进入受体细胞需要运载体的协助，这里作为运载体的是谁?小型环状DNA分子，质粒，要想让质粒和和目的基因拼接在一起，需要怎么处理一下质粒啊？得把质粒切开，切开才能连啊，所以运载体上必须有限制酶的识别位点切割位点，用什么限制酶去切运载体？般用同种限制酶去切割含目的基因的DNA分子和运载体，切他俩的限制酶一般是一种，为什么？保证产生相同的黏性末端，质粒的两个黏性末端和目的基因的两个黏性某段是一样的，这样他们的黏性末端才能互补配对，才能拼接在一起。问你为什么？就答为了使他们能产生相同的黏性末端，保证能成功拼接。2、那是不是一定必须是同一种限制酶去切割他俩？不是，有时候用同不同的限制酶切割他俩也能产生相同的黏性末端，也能拼接，所以一般用同种限制酶。3、如果我们用这个质粒运载了一种目的基因，我们还想用这种质粒去运载另一种目的基因，不同的目的基因黏性末端可能不同，我们想用一种质粒运载多种目的基因，就需要运载体有多种限制酶的识别序列和切割位点，能产生多种黏性末端，以便与多种目的基因拼接。3、质粒上最好有多种限制酶的识别序列，但是具体每种限制酶的识别序列最好只有一个，因为如果某个质粒上含有多个ECOR1的识别序列，切割位点，用ECOR1切割这个质粒，结果将是，这个质粒将会被切成好几段，切得支离破碎就没用了。质粒上最好有多种限制酶的切点，以便与多种目的基因进行拼接，但是每一种限制酶的识别位点切点最好只有一个。4、运载体和目的基因拼接好了，形成的DNA就叫重组DNA也可以叫重组质粒，下一步将该导入了，把这个重组DNA分子要导入都受体细胞，导入了就一定能成功吗？但是具体这个重组DNA有没有成功导入到受体细胞中呢，运载体带着目的基因有没有成功的进入受体细胞，还需要检测吧，目的基因已经和运载体拼接在一起了，目的基因有没有导入，我们可以检测运载体有没有导入，如果运载体进去了，目的基因也就进去了，是吧。运载体和目的基因是拼接在一起的。如何检测运载体有没有进入受体细胞呢，这个时候就用到抗生素抗性基因了，如果运载体上含有青霉素基因，如果受体细胞是细菌，如果运载体成功导入了细菌体内，细菌中中就含有运载体，受体细胞中就含有抗生素抗性基因了，你把受体细胞放到含抗生素的培养基中去培养，这个受体细胞能正常生活。如果重组DNA没有成功导入，没有进入受体细胞，则受体细胞中不含抗生素抗性基因，这个细胞就无法在含抗生素的培养基中正常生存。能在含抗生素培养基中正常生活的受体细胞就是我们需要的成功导入目的基因的细胞。我们就选出来了。便将成功导入了重组DNA的受体细胞筛选出来。5、运载体不仅能够协助目的基因进入受体细胞，还能帮助目的基因在受体细胞内大量复制。所以往往常常天然运载体像直接从细菌体内提取出来的天然质粒并不具备这些条件，所以基因工程操作中，很多运载体都需要再人工修饰，或者直接人工构建运载体，人工构建质粒从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒限制酶1提取目的基因限制酶2目的基因与运载体结合DNA连接酶3目的基因导入受体细胞4目的基因的检测与鉴定基因工程操作的基本步骤剪切拼接导入表达1、基因工程中的三大工具讲过了，其实基因工程的操作步骤已经很清楚了，而且之前我们还总结出了这4个词，我们再把这4个基本步骤具体一下把其中的考点点一下。2、一般需要使用同一种限制酶分别处理目的基因和运载体，保证目的基因和运载体具有相同的黏性末端，有利于碱基互不配对，便于目的基因和运载体成功拼接成重组DNA。一定，必须用同种限制酶切吗？不一定，可能不同的限制酶切目的基因和质粒也能产生相同的黏性末端。一般用同种限制酶去切，也可以用不同的限制酶去切割，3、每一步用到的工具在过程上标出来4、拼接以后叫重组DNA分子或重组质粒从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒限制酶1提取目的基因限制酶2目的基因与运载体结合DNA连接酶3目的基因导入受体细胞4目的基因的检测与鉴定基因工程操作的基本步骤剪切拼接导入表达5、第三步就要将重组DN