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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。
基因工程与转基因生物
享学课堂
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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？
设想二 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想三
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素 等珍贵的药物？
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。
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基因工程培育抗虫棉的简要过程
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植物基因工程
转基因西红柿，成熟后不会很快软化，便于运输贮存
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施用除草剂，杂草被杀死，转基因抗除草剂的玉米 不受影响（右侧为未施用除草剂的对照）
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转基因大米
转基因抗虫杨
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动物基因工程
世界上第一只转基因动物
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转基因奶牛
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通过基因工程的改造，山羊的 奶里可以生产人体白蛋白
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怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？
没有抗虫基因 的棉植株
有抗虫基因的 棉植株
虫没有死 没有表达 棉铃虫
虫被杀死 目的基因表达
若不能表达，要对抗虫 基因再进行修饰。
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微生物基因工程
目前，用基因工程方法生产的药物已经有六十余种，除胰岛素 、干扰素外，还有白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血 液代用品，以及预防乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒，虐 疾等疾病的各类疫苗。其中一部分药品已经商品化，还有一部 分处于临床试验阶段。1997年，我国自己生产的白细胞介素-2 、干扰素、乙肝疫苗、人生长激素等几种基因工程药物也已经 投产。
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步骤一：目的基因提取 目的基因 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。
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目的基因的提取方法
直接分离基因：鸟枪法
人工合成基因
反转录法 根据已知的氨基酸序列合成DNA
在获取真核细胞中的目的基因时,一般用人工 合成基因的方法.
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步骤三：目的基因导入受体细胞 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。
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步骤四：筛选含目的基因的受体细胞
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受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完 成了表达吗？ 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。 表达：通过特定性状的产生与否来确定目的 基因是否表达
4）有关基因工程的叙述正确的是（ D ）
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重组质粒的 C. 质粒都可作为运载体 D. 蛋白质的结构可为合成目基因提供资料
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练习 5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工 的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互
补配对的步骤是（ C ）
A. 人工合成目的基因 B. 目的基因与运载体结合 C. 将目的基因导入受体细胞 D. 目的基因的检测和表达
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练习
(2008理综山东卷)35.（8分）【生物—现代生物科技专题】 为扩大耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后， 构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中___处a，DNA连接酶作用于 ___处a。（填“a”或“b”） （ 2 ） 将 重 组 DNA 分 子 导 入 水 稻 受 体 细 胞 的 常 用 方 法 有 农 杆 菌 转 化 法 和 _基__因__枪__法__（__花__粉__管__通__道__法__）__法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用_植__物__组__织__培__养__技术， 该技术的核心是_脱__分__化__（__去__分__化__）_和_再__分__化__。 （4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 _耐__盐__基__因__（__目__的__基__因__）__ 作 探 针 进 行 分 子 杂 交 检 测 ， 又 要 用 _一__定__浓__度__盐__水__浇_灌__（__移__栽__到__盐__碱__地__中__）_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐 性。
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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，如抗四环素的标记 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 细胞内完成。
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三、基因操作的基本步骤 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）目的基因的检测和表达
转基因生物产品的安全性
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练习
1）以下说法正确的是（ C ）
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
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练习
2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ D ）
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化学浆糊—— DNA 连接酶
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(形 成磷酸二酯键)，这样一个重组的DNA分子就 形成了。
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外源基因(胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞 (大肠杆菌)？ 导入过程需要运输工具——运载体。
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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
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基因工程的“专用工具”
1、限制性核酸内切酶
粘性末端
GAAT T C CT T AAG
EcoRI
粘性末端
来源：主要从原核细胞分离 作用：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，一种限制
性内切酶只能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯 键断开（切割DNA分子）
某细菌
提 取
抗虫基因 形成
重组 导入 DNA
普通棉花(无抗虫特性) 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？ 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：形成重组DNA
关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞
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二、基因操作的工具 关键步骤一的工具：化学剪刀——限制性内切酶 关键步骤二的工具：化学浆糊——DNA连接酶 关键步骤三的工具：分子运输车——运载体
A. 能复制 B. 有多个限制酶切点 C. 具有标记基因 D. 它是环状DNA
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练习
3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A ）
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
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练习