2.TWO
胰岛素基 因与运载 体DNA连 接
3.THREE
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体
基因操作(gene engineering)的工具
1.基因的剪刀—限制性核酸内切酶 积极思考
如:EcoRI
1、该限制酶只能识别GAATTC的序列， 说明了限制酶具有的特性是 专一性 。 2、 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后， 将会发生什么样的变化？
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。
1998年，英国一位生物学家在电视节目中宣布：老鼠食用了转基因 马铃薯后，肾、脾和消化道都出现了损伤，体重和器官重量减轻，免疫
系统遭到破坏。
生长快、肉质好的转基 乳汁中含有人生长激素
因鱼(中国)
的转基因牛(阿根廷)
(二）、基因工程与药物研制
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。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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。
第六章《从杂交育种到基因工程》
第二节 《基因工程及其应用 》
设想
能否能否让热 带鱼也能发光?
能发光的水母 不能发光的热带斑马鱼

基因“嫁接”
能产生人胰岛素的大肠杆菌
阅读教材 P102，解决以下问题：
什么叫基因工程? 基因工程 的基本操作步骤有哪些? 归纳出科学家实施基因工程 的总体思路
基因工程(gene engineering)
海藻糖合成酶基因的获取
①
③ 将目的基因导入受体细胞
目的基因与运载体结合
②
④ 目的基因的表达和检测
（2）基因表达的含义是：基现因出通相过应转的录性、状翻译合成蛋白质，体 （3）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：
酶基因 转录 mRNA 翻译 海藻糖合成酶
（4）基因工程操作中的工具是：
5、基因工程应用的原理是 ( C )
A ⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的工具酶是
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
C 2.下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因
B.细菌体内的环状DNA均可作运载体
C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接
D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
❖ 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)
原 理： 基因重组 操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，
转基因食
品
安全吗?
1.基因工程的概念 2.基因工程操作的基本工具
❖ 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶 ❖ 基因的“针线”——DNA连接酶 ❖ 基因的运输工具——运载体（质粒） 3.基因操作的基本步骤 ❖ 目的基因提取 ❖ 目的基因与运载体结合 ❖ 目的基因导入受体细胞
❖ 目的基因的检测与鉴定
处理 原理 优点 缺点
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
基因操作(gene engineering)的工具
运载体 (carrying)应该 具有什么特
点呢?
运载体(carrying) 1能够在宿主细胞内复
制并稳定保存； ２具有多个限制酶切 点以便与外源基因相
连； ３具有标记基因，便
于进行筛选．
基因工程(gene engineering)的 “四步曲”
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
获得人类所需要的品种。
培育转基因大肠杆菌的简要过程：
普通大肠杆菌
人体组织细胞
(不能分泌胰岛素)
提取
与运载体DNA拼接
胰岛素基因
导入
大肠杆菌(含胰岛素基因)
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关
键步骤有哪些？
转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素)
• 培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
1.ONE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
Ｃ．动植物病毒
Ｄ．细菌拟核 DNA
Ａ．染色体变异
Ｂ．基因突变
Ｃ．基因重组
Ｄ．细胞的全能性
6、下列的科学技术成果与所运用的科学原理有
错误的是 （ B ）
A．抗虫棉——基因工程 B．无籽西瓜——单倍体育种 C．“黑农五号”大豆品种——基因突变 D．生产啤酒——无氧呼吸
7、下列哪项不是基因工程中经常使用的运载体（D ）
Ａ．细菌质粒
Ｂ．噬菌体
4 目的基因的检测和表达
基因工程(gene engineering)的原理
1
2
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
2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linkingenzym积e极) 思考 DNA连接酶连接的是两个脱氧
核苷酸(deoxyribonucleotide) 分子的什么部位？
3、基因的“针线” ——DNA连接酶 指
（1）作用对象：两个具有相同粘性末端的DNA片段。 （2）作用位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口（磷酸 二酯键）。 （3）作用结果：形成重组DNA。
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。
优点：能够高效率地生产出各种高质量，低成本 的药品将。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%!
（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。
常用的运载体(carrying)有两类： 1）细菌细胞质的质粒( plasmid) 2）噬菌体(bacteriophages) 或某些动植物病毒 (virus)
• 目的基因(如人的胰岛素基因)怎样才能 导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？
基因操作(gene engineering)的工 具
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
3.以下说法正确的是: A.目的基因是指重组DNA
B
B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定
能够成功表达
4.基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农 业和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公 司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如 甜菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植 物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：
G AAT T C
G AAT T C
C T TAA G
C T TAA G
用同种限制酶切割
G AATTC
G AATTC
CTTAA G
CTTAA G
基因的针线：DNA连接酶
G AATTC
CTTAA G
基因操作(gene engineering)的工具
3.基因的运输工具——运载体 (carrying)
（一）、基因工程与作物育种 1、在农作物生产方面
目的：培育出高产、稳产、抗逆性的优 良作物及新品种。
优点：降低生产成本，减少农药的使用 对环境的危害，提高农作物对不良环境 的适应能力。
转抗寒基因的 番茄
（一）、基因工程与作物育种
2、在畜牧养殖方面 科学家利用基因工程的方法培育出了转基 因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。
杂交 育种 杂交
基因 重组
诱变 多倍体育
育种
种
射线、辐 秋水
射处理
仙素
单倍体育 种
花药离体 培养
基因突变 染色体变 染色体变
异
异
基因 工程 基因 转移
基因 重组
集“优” 提高突变 果实大营 频率，产 养丰富 生新基因
育种时间 需要处理 发育迟结
长
大量材料 实率低
缩短育种 定向改变
年限
生物性状
技术复杂 操作 复杂