和载体DNA在体外连接
质粒DNA
外源DNA
酶切
酶切
外切酶
外切酶
膜端转移酶 膜端转移酶
加热并慢慢变冷
DNA聚合酶
DNA连接酶
基因工程步骤三--将重组的DNA 分子引入合适的宿主细胞内
1、转化 某一基因型细胞从周围介质中
吸收另一基因型细胞的DNA，而使其基因型 和表型发生相应变化的现象。
2、转染 除去蛋白质外壳的病毒核酸感
植物组织与细胞培养技术
次生代谢产物生成
从培养的植物细胞中提取所需的代谢产物。
优点：
1.比栽培原料作物更易控制 最佳生产条件；
料，
2.培养物为无菌、无虫材 能保证产品质量；
生物技术
前言 生物技术四大体系 生物技术新浪潮
前言
一、生物工程形成简史
传统发酵酿酒、制酱制醋技术； 1860年，巴斯德单一霉菌纯粹培养技术； 1878年, 啤酒酵母单一培养技术； 1881年，细菌的纯粹培养技术； 1929年，抗菌素盘尼西林发现； 1946年，用细菌可以生产氨基酸； 1952年，用微生物转化荷尔蒙获得成功；
体细胞杂交/细胞融合技术
通过生物学、化学或物理学的方法， 使两个不同种类的体细胞融合在一起，从 而产生具有两个亲本遗传性状的新细胞。
童鱼——世界上第一条没有父母的 鱼：
“鲫鲤核质杂 交鱼”
植物组织与细胞培养技术
•组织培养/快速无性繁殖
利用植物组织、植物细胞的全 能性，进行快速无性繁殖。
优点： 1.可固定杂种优势
一、生物工程形成简史
1953年，Waston、Crick提出了DNA双螺旋结构； 1972年，美国斯坦福大学构建了第一个重组DNA分子； 1977年，在美国旧金山建立了世界上第一家遗传工程公司。
二、生物工程定义
生物工程是生物技术的总称，是对生命有机体在分子水平、细胞水平、组织 水平、个体水平进行不同层次的创造性设计和改造，使之能定向组建具有特 定性状的新物种或新品系，从而造福人类的现代应用技术学科。
染细胞或原生质体的过程。
3、转导 用噬菌体做载体，将一个细胞
的基因传递给另一个细胞的过程。
4、显微注射
基因工程步骤四--选择、筛选
从大量携带重组体DNA分 子的宿主细胞中分离出携带 目的基 因的细胞。
筛选方法
1、遗传学方法 对于带有抗药性基因的质
粒，可通过检测受体菌是否由敏感 状态变成抗药状态进行筛选。
染色体
质粒
pBR322 质粒图谱
噬菌体载体
是一种细菌病毒，可作为 克隆载体。其优点是可以在体外包 装产生感染性很高的噬菌体颗粒。
噬菌体
头部 尾部 尾丝
噬 菌 体 感 染 细 菌 示 意 图
复合载体
病毒载体
这是一类真核载体，能把基因 引入到
真核细胞中，并在其中被表达。因此是 研
究真核细胞表达及调控的有力工具。如： 腺病毒、乳头瘤病毒、疱疹病毒等。
限制性内切酶
Pst I 识别序列： CTGCAG GACGTC
并切割如下：
5’ N N N N C T G C A G N N N 3’ 3’ N N N N G A C G T C N N N 5’
载体
• 在基因工程中的运载体 • 包括：质粒载体
噬菌体载体 复合载体 病毒载体
质粒载体
是细菌、酵母菌和放线菌等生物中 染色体以外的双链闭合环状分子，大小 为1-200Kb，能独立于染色体外进行自 我复制。它的拷贝数较多，每个细胞中 可含10-200个拷贝。其表型效应主要有 决定抗药性，合成抗菌素，编码限制或 修饰酶等。
生物工程主要包括细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程和生化工程等。
三、研究生物工程的意义
使人类进入了按照自己的需要人工创造新生物的伟大时代； 它是世界新技术革命的三大支柱之一（信息、材料、生物工程），具有相当
大的潜在生产力。
生物技术的四大体系
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程
一、基因工程
新品系、新物种。
基因工程的基本过程
限制性内切酶
是生物工程中最重要的工具 酶，主要从原核生物中提取，它 能识别双链DNA分子中的特异性核 苷酸序列，使它在特定的位点水 解。
限制性内切酶
EcoR I 识别序列： GAATTC CTTAAG
并切割如下：
5’ N N N N G A A T T C N N N 3’ 3’ N N N N C T T A A G N N N 5’
定义
基因工程就是从生物体中把生物遗传物质分 离出来，或人工合成一个DNA分子，用人工的方法 对遗传物质进行搭配、组合，然后转入某细胞内， 通过改变其遗传物质的结构，来改变它的遗传特 性，使之定向地产生符合人类需要的新型生物物 种、类型。
基因工程用途
1、用于分子生物学研究 2、用于改造生物，创造对人类有 用的
构 建 与
克 隆
基因工程的成果
•固氮基因的应用 •抗卡那霉素基因的应用 •基因工程产品介绍：生长激素
人胰岛素 •疾病诊断
二、细胞工程
定义： 将一种生物细胞中携带全套遗传信息的基因或染色体整个地转入另
一种生物细胞，从而改变细胞的遗传性，改造生物的性状和功能，创造新的 生物类型。
它包括细胞融合、细胞器移植、染色体工程、细胞和组培技术等。
2.免除制种环节
产具有特
3.对珍贵植物的引种生
别意义
举例：组织培养法再生兰花；人工种子
组织培养
叶肉组织
愈伤组织
新植株
快速无性繁殖
单个 细胞
营养培养基
克隆植株
植物组织与细胞培养技术
•细胞育种
诱导突变，筛选新品系、新品种
诱导突变，从组织再生植 株中筛选出的个大、肉多、 汁少的西红柿突变体
突变与突变体筛选
筛选方法
硝酸纤维 薄膜
与探针 杂交
2、核酸杂交法
薄膜
放射 自显影
胶片
选择所 需克隆
筛选方法
3、免疫学方法
用特异性抗体检测基因产物从而筛选阳 性克隆的方法。
基因工程步骤五--培养，观察
看新基因能否在新细胞中 定居下来，能否复制自己稳定传代， 能不能产生表达作用，指导蛋白的 合成。
DNA
重 组 体 的
基因工程步骤一--获得 DNA片段，取得目的基因
1、从生物基因组中分离得到
基因组DNA
总RNA 分离 cDNA
酶切产物 mR逆NA转录
2、人工合成
化学合成
PCR（聚合酶链式反应）
基因工程步骤二--DNA片段
和载体DNA在体外连接
质
粒
酶切位点
外源DNAA连接酶
基因工程步骤二--DNA片段