3、将目的基因导入受 体细胞并使之扩增
要让目的基因表达， 必须将它导入受体细胞 并进行扩增。 为获得目的基因的 表达产物时，通常以大 肠杆菌等无害易得的细 菌为受体。为改进某种 生物时，将欲改进的生 物细胞为受体。
导入
扩增
4、目的基因的检测和表达
前三步的处理十分繁锁，为保证目的基因得到有 效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基 因。这样，处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的 很少，必须将它从中检测出来。
C T T AA G
G AA T T C
C T T AA G
用同种限制酶切割
G AA T T C G G AA T T C G
C T T AA
C T T AA
基因的针线：DNA连接酶 G AA T T C
C T T AA G
基因操作(gene engineering)的工具
3.基因的运输工具——运载体 (carrying)
二、基因操作的基本步骤
１、提取目的基因——将 需要的基因从供体生物 的细胞内提取出来。
目前被较广泛提取 使用的目的基因有：苏 云金杆菌抗虫基因、人 胰岛素基因、人干扰素 基因、种子贮藏蛋白基 因、植物抗病基因等。
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
提取目的基因的方法
⑴直接分离基因——鸟枪法
DNA合成仪
有两种方法： ①逆转录法：以信使 RNA为模板，在逆转录酶 的作用下将脱氧核苷酸合 成合成DNA(基因)。 ②直接合成法：根据 蛋白质的氨基酸顺序推算 出信使RNA核苷酸顺序， 再据此推算出基因DNA的 脱氧核苷酸顺序。用游离 脱氧核苷酸直接合成相应 的基因。
2、目的基因与运载体结合 用与提取目的基 因相同的限制酶切割 质粒使之出现一个切 口，将目的基因插入 切口处，让目的基因 的黏性末端与切口上 的黏性末端互补配对 后，在连拉酶的作用 下连接形成重组DNA 分子。
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)：
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)
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。
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？
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
运载体 (carrying)应该 具有什么特 点呢?
运载体需具备的特点：
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 2 3 4
提取目的基因
目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
AATTCCGTAG 目的基因 GGCATCTTAA
黏性末端
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否 具有相同的黏性末端？
基因操作(gene engineering)的工具
2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linking-enzyme)
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落， 检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产 物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
将供体生物的DNA用限制酶 切割为许多片段，再用运载体将 这些片段都运载到受体生物的不 同细胞中去。只要有一个细胞获 得了需要的目的基因并得以表达， 基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大 的盲目性，工作量大，成功率低。 且不能将真核生物的基因转移到 原核生物中去。
用限制酶切 断成许多片段
⑵人工合成基因法
积极思考 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。
G AA T T C

基因工程(gene engineering)
原 理：基因重组
操作水平 DNA分子水平 ： 定向地改造生物的遗传性 结 果： 状，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
提取
(不能分泌胰岛素)
胰岛素基因
与运载体DNA拼接
导入
大肠杆菌(含胰岛素基因)
转基因大肠杆菌
基因能否能否让热 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
在猴子的未受精卵中加入 附加基因，并利用它成功培育 出健康活泼的小猴“安迪”。 通过对“安迪”的研究我 们可以简单地引进如老年性痴 呆病的基因、帕金森病基因等， 加快针对这类疾病疫苗的开发 研究。
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关 键步骤有哪些？
(能分泌胰岛素)
• 培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
1.ONE 2.TWO 3.THREE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
基因的“剪刀”
胰岛素基 因与运载 体DNA连 接
基因的“针线”
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的运载体
基因操作(gene engineering)的工具