课件27张PPT。基因工程及其应用第2节能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)生长快、肉质好的转基因鱼(中国)一、基因工程原理1、概念 基因工程,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：基因重组优点：基因工程可以实现基因在不同种生物之间的转移，克服远缘杂交不亲和的生殖障碍，迅速培育前所未有的新品种。主要存在于微生物，在300多种微生物中已发现的有4000多种限制酶。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子，产生两个黏性末端。 2、基因的“剪刀”——限制酶 特点:来源:限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的化学键——磷酸二酯键，而不是切割碱基之间的氢键。
3、基因的“针线” ——DNA连接酶DNA连接酶的作用：“缝合”脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的ＤＮＡ骨架上的缺口。生成磷酸二酯键DNA连接酶4、基因的运输工具——运载体将目的基因送入受体细胞；
在受体细胞中和目的基因一起大量复制和表达。作为运载体必须具备的条件:1）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
2）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
3）具有某些标记基因，便于进行筛选。常用的运载体：运载体作用：质粒、噬菌体和动植物病毒等。标记基因，便于进行检测。 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。1、质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中;
2、细胞染色体或拟核外能自主复制的小型环状DNA分子；
3、质粒的存在对宿主细胞无影响。质粒适于做运载体的原因：二、基因工程的操作步骤四个基本步骤：1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测和鉴定二、基因工程的操作步骤三、基因工程的应用1、基因工程与作物育种1）获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。2）培育出具有抗逆性的作物新品种。3）畜牧业上获得人们所需要的、具优良性状的转基因动物。优点：降低生产成本，减少农药的使用对环境造成的污染，提高农作物对不良环境的适应能力。转入苏云金杆菌的抗虫基因的抗虫棉转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转基因大豆乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)生长快、肉质好的转基因鱼(中国)导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠2、基因工程与药物研制把控制生产药物的基因通过基因工程转移到另一种生物（一般是微生物）体内，从而获得各种高质量、低成本的药物。胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子，乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱伤寒等疾病的疫苗。 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。最早前给人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L大肠杆菌培养液就能产生100g胰岛素。胰岛素⑴、环境监测：3、基因工程与环境保护⑵、环境污染治理：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。基因工程做成的“超级细菌”能吞噬和分解多种污染环境的物质。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属、分解DDT等毒害物质。 四、转基因生物和转基因食品的安全性安全性争论焦点：1）可以制造超级细菌、超级杂草等；
2）制造难以制服的病原体、生物武器；
3）转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁，破坏生物多样性；
4）可能产生新毒素和新过敏原。课件43张PPT。第2节 基因工程及其应用能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的一、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。基因重组生物体外基因/DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） （一）基因操作的工具 限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
特点：特异性。
即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）限制酶什么叫黏性末端？ 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，这样的切口叫黏性末端。基因的针线——DNA连接酶（二）基因操作的工具 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。磷酸二酯键外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具导入过程需要运输工具——运载体。运载体的作用有哪些？作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。
作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。基因的运载工具——运载体：常用的运载体主要有两类：
1）细菌细胞质的质粒
2）噬菌体或某些动植物病毒质粒： 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。
质粒是基因工程最常用的运载体。
绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。四个基本步骤：（三）基因操作的基本步骤1）提取目的基因
2）目的基因与运载体结合
3）将目的基因导入受体细胞
4）目的基因的检测和表达目的基因（三）基因操作的基本步骤 目的基因是人们所需要转移或改造的基因。 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。目的基因的提取方法（三）基因操作的基本步骤步骤二：目的基因与运载体重组 1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。
2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒） 目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。（三）基因操作的基本步骤常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。步骤三：目的基因导入受体细胞（三）基因操作的基本步骤步骤四：目的基因的检测和表达 不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。（三）基因操作的基本步骤受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。二、基因工程的应用 运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)1、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色A：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。B：转没有绿色荧光蛋白的空质粒的花，会发光的转基因鱼导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级动物特殊动物图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。
首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半2、 2002年，中国转基因棉花达到150万公顷，已经占到棉花产量的1／3. 我国大豆食用油近七成是“转基因”产品 与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？
目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短 1993年我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（ ）
A、普通棉花的基因突变
B、棉铃虫变异形成的致死基因
C、寄生在棉铃虫体内的线虫
D、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因
D2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因 工程疫苗和药物1、微生物基因工程： 即把目的基因导入大肠杆菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。2、细胞基因工程： 即用哺乳动物细胞株表达目的产物3、转基因动物： 即将目的基因直接导入鼠、兔、羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，从儿获得目的产物治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎治疗心血管病（心脏病） 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%! 干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。2、不属于基因工程方法生产的药物是（ ）
A、干扰素 B、白细胞介素
C、青霉素 D、乙肝疫苗
C3、基因工程与环境保护⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。
那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？? 四、基因食品的安全性1、转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严重的可以致癌和其他疾病。2、转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统的稳定性产生不利影响。3、基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。1）以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习2）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A参考资源：展示你的搜索成果 有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来灾难性的后果，你是否同意这一观点？举例说明。
思维拓展
课件37张PPT。一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G ↓限制酶↓一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G ↓限制酶↓切割磷酸二酯键一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶A A T T C C T T A AGG氢键自动断裂一、基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶A A T T C C T T A AGG(2)基因的针线：DNA连接酶 一、基因工程的基本工具A A T T C C T T A AGG(2)基因的针线：DNA连接酶 一、基因工程的基本工具A A T T C C T T A AGG碱基互补配对(2)基因的针线：DNA连接酶 一、基因工程的基本工具A A T T C C T T A AGGDNA连接酶(2)基因的针线：DNA连接酶 一、基因工程的基本工具A A T T C C T T A AGGDNA连接酶(2)基因的针线：DNA连接酶 一、基因工程的基本工具A A T T C C T T A AGGDNA连接酶连接磷酸二酯键限制酶解旋酶DNA连接酶DNA聚合酶DNA连接酶（3）、基因的运输工具——运载体 常用的运载体：
质粒、
噬菌体、
动植物病毒等 质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. 标记基因EcoRI识别序列含有目的基因的一段DNA序列一、目的基因提取目的基因质粒取出质粒用同一种限制酶切割EcoRⅠ目的基因二、目的基因与运载体结合
重组质粒（重组DNA）三、将目的基因导入受体细胞四、目的基因的检测2、核酸分子杂交DNA1、利用质粒上的标记基因目的基因DNA变性，双链解开单菌落溶解杂交放射性 32P标记的DNA分子探针Juang RH (2004) BCbasics核酸分子杂交的应用寻找目的基因基因诊断从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒提取目的基因目的基因与运载体结合DNA连 接酶目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定二、基因工程操作的基本步骤四、 基因工程的应用一、基因工程与作物育种获得高产、稳产和具有优良品质的农作物；
培育出具有各种抗逆性的作物新品种
如抗虫、耐贮存、抗除草剂抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。抗虫转基因植物抗虫的玉米二、基因工程与药物研制我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，繁殖快，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。 治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 基因工程药品 —— 生长激素常见的基因工程药物胰岛素
干扰素
白细胞介素
溶血栓剂
凝血因子
乙肝、霍乱、伤寒、疟疾疫苗等三、环境保护 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。课件21张PPT。 基因工程及其应用 基因工程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，定向地改造生物的性状。原理：不同生物间的基因重组操作水平：DNA分子水平操作环境：生物体外结果：定向改造生物的性状，获得人
类所需要的品种。目的基因 一、基因工程专一性 二、基因工程的工具基因的针线：DNA连接酶 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：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。3、基因的运输工具——运载体常用的运载体：
质粒、噬菌体
和动植物病毒标记基因，便于进行检测。第一步：获取目的基因
三、基因工程的操作步骤人们所需要的特定基因取得途径：1、直接从供体细胞中分离基因2、人工合成基因第二步：目的基因与运载体结合 1、用同一种限制酶切割质粒和目的基因2、加入DNA连接酶3、质粒和目的基因结合成重组DNA分子第三步：将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：菌类和动植物细胞主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法第四步：目的基因的检测和表达检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，
判断目的基因导入与否表达：受体细胞表现出特定的性状，
如棉花抗虫性状的表现第四步：目的基因的检测和表达 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。1、基因工程与作物育种 四、基因工程的应用生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!3、环境保护
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。练习：⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ）
Ａ．高效性 Ｂ．专一性
Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响ＡＢ⒊基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 Ａ． ③② ④ ① Ｂ． ② ④① ③ Ｃ． ④① ② ③ Ｄ． ③ ④ ① ② ⒋采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（ ）（２００３理综第７题） ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ② 将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中 Ａ．① ② Ｂ． ② ③ Ｃ． ③ ④ Ｄ．④ ① ＣＣ课件40张PPT。1基因决定性状（一）青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素 2基因决定性状（二）豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮3基因决定性状（三）家蚕能够吐出蚕丝为人类利用4基因决定性状（四）56定向基因改造设想 设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。78910111213141516基因工程概念 基因工程：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。17基因工程过程示意图①从细胞中分离出DNA②限制酶截取DNA片断③分离大肠杆菌中的质粒④ DNA重组⑤用重组质粒转化大肠杆菌⑥培养大肠杆菌克隆大量基因181920基因工程操作的工具将目的基因片断从人体细胞内提取，
需要基因的剪刀——限制性内切酶。
将目的基因与运载体DNA连接，
需要基因的针线——DNA连接酶。
将目的基因运入大肠杆菌，
需要基因的运输工具——运载体。21限制性内切酶分布：主要在微生物中。
特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。
结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。
举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。22限制性内切酶作用过程23DNA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：磷酸二酯键，不是氢键。问题用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸二酯键？24DNA连接酶的作用过程25运载体作用：将外源基因送入受体细胞。
条件：
能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
具有多个限制酶切点。
具有某些标记基因
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 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。26质粒的特点细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子；
质粒是基因工程中最常用的运载体；
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；
存在于许多细菌及酵母菌等生物中；
质粒的存在对宿主细胞无影响；
质粒的复制只能在宿主细胞内完成。问题要想将某个特定基因与质粒相连，需要几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？ 27基因操作的基本步骤提取目的基因
目的基因与运载体结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和表达28提取目的基因将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。取 出DNA用限制酶切断DNA 目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。29提取目的基因的方法（一） 直接分离基因——鸟枪法 将供体生物的DNA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。
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核生物中去。用限制酶切成许多片断30提取目的基因的方法（二） 人工基因合成法逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。
直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。DNA合成仪PCR扩增仪31目的基因与运载体结合用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA分子。提取质粒并用限制酶切割用连接酶将目的基因和质粒连接32将目的基因导入受体细胞并扩增基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌和动植物细胞等。
导入受体细胞常用的方法是借鉴细菌或者病毒侵染细胞的途径。通常还要对一些受体细胞进行增大通透性的处理。
目的基因可以随着受体细胞进行快速的繁殖，在很短的时间内获得大量的基因。将目的基因导入受体细胞将受体细胞进行扩增33目的基因的检测和表达（一） 前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因。这样，处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。34目的基因的检测和表达（二）多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。 例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。35结 束 语谢谢，再见！36几种限制性内切酶返回37DNA连接酶的作用过程返回38DNA连接酶的作用原理返回39质 粒返回40目的基因与质粒的连接返回课件13张PPT。§6.2基因工程及其应用基因工程：即 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， 地改造生物的 。原 理：操作水平：结 果：一、基因工程目的基因基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得新性状基因拼接技术或DNA重组技术 定向遗传性状二、基因操作的工具1、基因工程的指“ 限制性内切酶 ”主要存在于微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割已发现的有200多种这个特点说明了：酶具有专一性1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:
形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有。指“DNA连接酶”连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。其作用与限制性内切酶相反，作用点相同 连接酶的作用是：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。目的基因A、
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件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存2、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点最好只有一个），以便与外源基因连接3、具有标记基因，便于进行筛选B、常用的
运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等 标记基因，便于进行检测。 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. C、它们的共同特点是：都有侵染或进入宿主细胞的能力第一步：三、基因工程基本步骤第二步：获取目的基因目的基因与运载体结合方法：1、直接分离：鸟枪法2、人工合成：注意：要保持基因的完整性注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。结果要筛选第三步：第四步:将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达
1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多一般检测：标记基因是否表达思维拓展: 细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码课件33张PPT。基因重组基因突变染色体变异染色体变异
杂交—自交—选优—自交（植物）/测交（动物）到不发生性状分离
物理、化学方法处理生物秋水仙素处理萌发的种子或幼苗集优提高突变率，在较短时间内获得更多的优良性状
有利变异少，需大量处理供试材料，具有不确定性明显缩短育种年限技术复杂 发育延迟，
结实率低只能利用已有基因的重组不能创造新基因；育种进程缓慢，过程复杂。器官大，提高产量和营养成分三倍体无子西瓜 不能实行 种间的基因交流基因工程及其应用能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的能产生人胰岛素的大肠杆菌基因“嫁接” 又称基因拼接技术,或重组DNA 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，定向的改造生物的遗传性状。? 基因工程(gene engineering)一、基因工程二、基因操作的工具1、基因的指“ 限制性核酸内切酶 ”一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割特点:“ ”这个特点说明了：酶具有专一性限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程磷酸二酯键——
磷酸和脱氧核糖
模型构建1练习使用EcoRI 剪切目的基因目的基因黏性末端A、常用
的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子. 指“DNA连接酶”连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。其作用与限制性内切酶相反，作用点相同DNA连接酶的作用过程从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒提取目的基因目的基因与运载体结合DNA连 接酶目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测三、基因工程基本步骤1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的监测与鉴定基因工程(gene engineering)的“四步曲”提取目的基因1目的基因与运载体结合2将目的基因导入受体细胞3目的基因的检测和表达4？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？？思维拓展: 细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( )
①限制酶 ②DNA连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
2.基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因
Ａ． ③②④① Ｂ． ②④①③ Ｃ． ④①②③ Ｄ． ③④①②积极思维:基因工程的操作工具1.基因的剪刀
——限制性内切酶2.基因的针线
——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具
——运载体 基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达基因工程(gene engineering)的原理小结四、基因工程的应用基因工程与作物育种我国生产的部分基因 工程疫苗和药物生产胰岛素基因工程与药物研制 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。环境监测 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。环境污染治理 转基因食品 安全吗?!转基因生物和转基因食品的安全性你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？
目前，大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。
转基因抗虫棉、耐贮藏番茄、抗病毒甜椒及基因工程疫苗等已获得生产应用安全证书。
