1.DNA重组技术的基本工具(王凯辉)

基因工程(gene engineering)
• 又称基因拼接技术,或DNA重组 技术。 通俗的说，就是按照人们的意愿，进行 严格的设计，并通过体外DNA重组和转 基因等技术，赋予生物经新的遗传特性， 从而创造出更符合人们需要的新的生物 类型和生物产品。
DNA重组技术的基本工具优秀课件
设想
让禾本科植物也能 固氮？ 根瘤菌的固氮作用
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DNA连接酶的作用
把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯 键
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DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
①细菌的质粒 ②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
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最常用运载体——质粒

当限制酶从识别序列
的中心轴线两侧将
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黏性末端
DNA两条单链分别 切开，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。
限制酶(EcoRⅠ)能识别--GCTATAATATGC-- 序列，并在G 和A 之间切开
磷酸二酯 键,形成 黏性 末端。
6.识别序列长度
基因工程
重组DNA技术的基本工具
基因工程发展历程
History of genetic engineering
1944年艾弗里等人 通过肺炎链球菌的转 化实验，不仅证明了 遗传物质是DNA，还 证明了DNA可以在同 种生物个体间转移。
1961年尼伦伯格和
马太破译了第一个 1970年科学
编码氨基酸的密码 家在细菌中发
判断1：不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端（√ ） 判断2：相同的黏性末端也可能是由不同限制酶作用形成的（√）
02 D N A 连 接 酶 — “ 分 子 缝 合 针 ” DNA ligase —— "Molecular suture needle"
DNA连接酶—“分子缝合针”
1、作用：
将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的
1967年，科学家 发现，在细菌拟 核DNA之外的质 粒有自我复制能 力，并可以在细 菌细胞间转移。
20世纪70年代初，多种限 制酶、DNA连接酶和逆转 录酶被相继发现。这些发 现为DNA的切割、连接以 及功能基因的获得创造了 条件。
1973年，科学家证 明了质粒可以作为基 因工程的载体，并实 现了物种间的基因交 流。至此，基因工程 正式问世。

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基因工程的概念理解
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
原理
基因重组
目的
定向改造生物的遗传性状
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基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
提取
普通棉花(无抗虫特性)
抗虫基因 与载体DNA拼接，导入
棉花细胞(含抗虫基因)
表达
棉花植株(有抗虫特性)
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• 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： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞
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• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
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。
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G AA TT C
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C TT AA G
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用同种限制酶切割
G AA TT C
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C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
C TT AA G
G AA TT C
C TT AA G
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限制性内切酶作用过程
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常见的两种限制酶
1、大肠杆菌的一种限制酶 （EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G 和A之间切开形成黏性末端。
2、SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并 在C和G之间切割形成平末端 。

高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。

b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。

也叫DNA重组技术。

它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。

现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。

其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。

有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。

RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。

（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。

（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。

（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。

地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。

其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。