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专题一 基因工程 双城市第三中学 DNA 重组技术的基本工具 本节重点 2 DNA 重组技术所需的三种基本工具的作用 1 基因工程的概念 3 基因工程运载体需要具备的条件 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 转鱼抗寒基因的番茄 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 基因工程的概念 基础理论和技术的发展催生了基因工程 20世纪中叶,基础理论取得了重大突破 DNA是遗传物质的证明 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译 技术发明使基因工程的实施成为可能 基因转移载体的发现 工具酶的发现 DNA合成和测序技术的发明 DNA体外重组的实现 重组DNA表达实验的成功 第一例转基因动物问世 PCR技术的发明 科学、技术、社会的关系 　 科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的进展。 转基因抗虫棉 抗虫棉 普通棉 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 导入 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？ 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 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 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具： 基因的剪刀——限制性内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载工具——运载体 DNA 重组技术的基本工具 本节知识内容 §1 DNA重组技术的基本工具 专题一 基因工程 a“分子手术刀” ──限制酶 b“分子缝合针” ──DNA连接酶 c“分子运输车” ──基因进入受体细胞的载体 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。 主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。 4000种。 1、来源： 2、种类： 3、作用： 4、结果： 切口末端 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 中轴线两侧 平末端 将DNA分子切割成为两个切口末端相同的片段。 特定的核苷酸序列特征（中轴线） 黏性末端 沿中轴线 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 什么叫黏性末端？ 限制酶 什么叫黏性末端？ 什么叫黏性末端？ 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。 什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶 1、种类： 2、作用部位： 两类 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 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，这样一个重组的DNA分子就形成了。 A A T T G C C T T A A G DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 相同：都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳 　原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基 　之间形成）。 差别：1.聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片 　段的羟基上，形成磷酸二酯键而连接酶是在DNA片 　段之间形成的磷酸二酯键。 　　　2.聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷 　酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链 　。而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时同 　时连接起来。而不需要模板。 三、 “分子运输车” ——基因进入受体细胞的载体： 条件： 1.在受体细胞内友好借居，不影响受体细胞的生命活动。 2.有多个酶切点，便于外源基因的插入。 3.能在受体细胞中自我复制或与所整合到的受体细胞的DNA一同复制。 4.具有标志基因，供重组DNA的鉴定和选择。 种类： 1.质粒