三、基因工程的基本操作程序
• 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
• 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。
平末端
提问
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端。 • 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的 DNA分子了。
2、基因的针线——DNA连接酶
复习
• 解决基因工程关键步骤需要的工具 关键步骤一的工具： 限制性内切酶 关键步骤二的工具： DNA连接酶 关键步骤三的工具： 运载体
复习
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）
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。
复习
• 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) 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)
抗虫基因
与运载体DNA拼接 导入
复习
• 基因工程的关键步骤： 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：抗虫基因与运载体DNA连接 关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞
供体生物细胞
取出 DNA 用限制酶剪 去多余部分
限制酶
目的基因
1、目的基因的获取
编码蛋白质的结构基因 1〉目的基因主要是指______________________ 请举出三个以上的例子 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。
E.coliDNA连接酶
• 从大肠杆菌中分离得到的。只能用于粘 性末端的连接
T4DNA连接酶
• 从T4噬菌体中分离得到的。既能用于粘 性末端的连接，又能用于平末端的连接， 但是平末端的连接效率低。基因组文 库与部分 基因 的关系cDNA的构建
②反转录法：
mRNA
反转录 cDNA (A 片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌 酶的 识别序列由6个 核苷酸组成。 • 也有少数限制酶 识别序列由4、5、 或8个核苷酸组 成。
迄今为止，有300多种 微生物中分离出4000 种限制酶
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
限制 酶
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。
为什么要用运载体？
1、直接将目的基因连接到受体细胞的DNA 上不能表达。
2、只有利用某种能够侵染受体细胞，并且 在受体细胞中能够复制和表达的载体来用 于表达。
作为运载体必须具备哪些条件
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的 基因等。
• 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。
原核细胞的基因结构(补充内容） 非编码区 编码区上游 启动子 编码区 非编码区 编码区下游 终止子
与RNA聚合酶结合位点
原核 细胞 的 基因 结构 编码区 ：编码蛋白质 ,连续不间断 ①不编码蛋白质。
非编码区 ②调控遗传信息表达,上 游有启动子，下游有终止子
真核细胞的基因结构（补充内容）
非编码区
编码区 非编码区
编码区上游
启动子
编码区下游
终止子
与RNA聚合酶 结合位点
外显子 真核 细胞 的 基因 结构 编码区
内含子
外显子：能编码蛋白质的序列
内含子：不能编码蛋白质的序列 非编码区 ：有调控作用,上游有启动子，下 游有终止子
非编码序列： 包括非编码区和内含子
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
原核细胞
不同点 编码区是 连续 的 _____
真核细胞
编码区是间隔的、 不连续 _____ 的
编码区和具 都由能够编码蛋白质的______ 相同点 有调控作用的非编码 ______区组成的
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。
高中生物 基因 工程
一 基因工程的基本内容
• 主要内容 （一）基因工程的概念
（二）基因工程的基本工具
（三）基因工程的基本操作程序 （四）基因工程的应用
复习
• 基因工程的概念
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重 组技术。该技术是在生物体外，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 导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基 因在受体细胞内表达，产生出人类所需要 的基因产物。