蘇教版生物選修3第一節(jié)《 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體外生物體外，通過(guò)人工，通過(guò)人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方法，對(duì)生物的基等方法，對(duì)生物的基因進(jìn)行因進(jìn)行改造改造和和重新組合重新組合，然后導(dǎo)，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞，并使重組基因在受入受體細(xì)胞，并使重組基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生人類需要的體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物的技術(shù)?；虍a(chǎn)物的技術(shù)?；虿僮鞯墓ぞ呋虿僮鞯墓ぞ哌M(jìn)行基因操作最少需要以下三種工具：進(jìn)行基因操作最少需要以下三種工具：、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（限制酶）限制性內(nèi)切酶（限制酶）一種限制酶一種限制酶只能只能識(shí)別識(shí)別一種一種特定的脫氧特定的脫氧核苷酸核苷酸序列序

2、列，并在特，并在特定的定的位點(diǎn)位點(diǎn)上將上將DNA DNA 分分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有的限制酶有5 50000多種。多種。編輯ppt1、限制性內(nèi)切酶作用過(guò)程限制性核酸內(nèi)切酶一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列酶分布在細(xì)菌中特點(diǎn)特異性切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)實(shí)質(zhì)；實(shí)質(zhì)；2個(gè)磷酸二酯鍵的斷裂個(gè)磷酸二酯鍵的斷裂 氫鍵會(huì)自然斷裂氫鍵會(huì)自然斷裂DNADNA被限制酶切斷后有兩個(gè)被限制酶切斷后有兩個(gè)反向互補(bǔ)反向互補(bǔ)的的“黏黏性末端性末端”（單鏈的片段）（單鏈的片段）。被同一種限制酶切斷的。被同一種限制酶切斷的幾個(gè)幾個(gè)DNADNA具有相同的黏性

3、末端，能夠通過(guò)互補(bǔ)進(jìn)具有相同的黏性末端，能夠通過(guò)互補(bǔ)進(jìn)行配對(duì)。行配對(duì)。磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)、基因的針線、基因的針線DNADNA連接酶連接酶連接酶的作用是：將連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的的DNADNA分子。分子。重重播播、基因的針線、基因的針線DNADNA連接酶連接酶連接酶的作用是：將連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的整的DNADNA分子。分子。實(shí)質(zhì)：（氫鍵容易結(jié)合）實(shí)質(zhì)：（氫鍵容易結(jié)合）催化形成磷酸二酯鍵催化形成

4、磷酸二酯鍵3 3、基因的運(yùn)輸工具、基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將目的基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。胞內(nèi)去！能將目的基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。運(yùn)載體必須同時(shí)滿足三個(gè)要運(yùn)載體必須同時(shí)滿足三個(gè)要求：求：含有復(fù)制原點(diǎn)且能保證在受含有復(fù)制原點(diǎn)且能保證在受體細(xì)胞中進(jìn)行獨(dú)立復(fù)制的復(fù)制區(qū)；體細(xì)胞中進(jìn)行獨(dú)立復(fù)制的復(fù)制區(qū)；獨(dú)特的標(biāo)記基因獨(dú)特的標(biāo)記基因；目的基因插；目的基因插入位點(diǎn)入位點(diǎn)。 常用的載體有質(zhì)粒、常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、

5、動(dòng)植物病毒等；噬菌體、動(dòng)植物病毒等；最早用的載體是一種環(huán)狀最早用的載體是一種環(huán)狀DNADNA質(zhì)粒。質(zhì)粒。目目的的基基因因插插入入位位點(diǎn)點(diǎn)目前被較廣泛提取使用目前被較廣泛提取使用的目的基因有：的目的基因有： 蘇蘇云金桿菌抗蟲基因、人云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。因、植物抗病基因等?；虿僮鞯幕静襟E基因操作的基本步驟( (一）提取目的基因一）提取目的基因?qū)⑿枰幕驈男枰幕驈墓w供體生生物的物的細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)。內(nèi)提取出來(lái)。供體生物細(xì)胞供體生物細(xì)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離基因直接分離基因( (從基因文庫(kù)中獲?。幕蛭膸?kù)中獲取）鳥槍法鳥槍法將供體生物的將供體生物的DNADNA用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只要有一個(gè)細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達(dá)，基因要有一個(gè)細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達(dá)，基因工程就算成功了。工程就算成功了。該法最大的缺點(diǎn)是帶有很大的盲目性，工作量大，成該法最大的缺點(diǎn)是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原

7、核生物中去。功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。人工合成人工合成有有兩種方法：兩種方法： 直接合成法直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使信使RNARNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNADNA的脫的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。的基因。DNADNA合成儀合成儀（3 3）利用）利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目技術(shù)擴(kuò)增目的基因的基因 逆轉(zhuǎn)錄法逆轉(zhuǎn)錄法：以信使：以信使RNARNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成將脫氧核苷酸合

8、成合成DNA(DNA(基因基因) )。質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA分子分子限制酶處理限制酶處理一個(gè)切口一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口兩個(gè)切口獲得目的基因獲得目的基因DNADNA連接酶連接酶重組重組DNADNA分子（重組質(zhì)粒）分子（重組質(zhì)粒）同一種同一種( (二二) )構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體4.4.過(guò)程過(guò)程: :( (三三) )將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 方法方法將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胫参镏参锛?xì)胞細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)雱?dòng)物動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胛⑸锛?xì)胞微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞目的基因進(jìn)入目的基因進(jìn)入_內(nèi)，并且在內(nèi)，并且在 受體細(xì)胞內(nèi)維持受體細(xì)胞內(nèi)維持_和和_的過(guò)程的過(guò)程受體細(xì)胞受體細(xì)胞穩(wěn)定穩(wěn)定表達(dá)表達(dá)( (四四) )目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定檢查是否成功檢查是否成功檢測(cè)檢測(cè)個(gè)體水平鑒個(gè)體水平鑒定定檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA DNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因檢測(cè)目