(课件网) 第6章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及其应用 【学习目标】 1、简述基因工程的基本原理 2、关注转基因工程这一科技发展历程中科学、技术和社会的相互作用 3、进行基因工程的资料收集和分析并培养学生合作探究能力。 【学习重点和难点】 基因工程的基本原理 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。 原理：基因重组 操作水平：DNA分子水平 操作环境：生物外 结 果：定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。 一、 基因工程 目的基因 供体细胞 受体细胞 蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。 细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的生物。细菌具有代谢旺盛，繁殖能力强的特点。 思考：要把蜘蛛的合成丝蛋白的基因“嫁接”到细菌上，关键步骤是什么？ 关键步骤一：怎样提取合成蚕丝蛋白的基因？ 关键步骤二：怎样将基因运输到细菌体内？ 关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？ 基因的剪———限制性核酸内切酶 基因的针线———DNA连接酶 基因的运载工具———运载体 1、基因的剪———限制性核酸内切酶（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，故名限制性核酸内切酶。 特点： （1）只能识别一种特定的核苷酸序列（专一性） （2）只能在特定的位点上切割DNA分子（特异性） 特异性、专一性) 限制性内切酶 识别位点 EcoRⅠ XbaⅠ XhoⅠ NdeⅠ G↓AATTC T↓CTAGA C↓TCGAG CA↓TATG 表：几种常用限制性内切酶及其酶切位点 一、基因操作的工具 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。 例如： 限制酶 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA AATTCCGTAG 练习使用EcoRI 剪切目的基因 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA AATTCCGTAG 目的基因 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。 黏性末端 切割位置： 磷酸二酯键 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。 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 2、基因的针线———DNA连接酶 黏性末端的黏合： 连接位置： 磷酸二酯键 互补的碱基形成氢键连接 黏性末端的连接： DNA连接酶连接缺口 ？如何将外源基因送入受体细胞呢？ 使用DNA连接酶制作重组DNA分子 甲片段 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段 GGCATCTTAA AATTCCGTAG 重组DNA分子 GGCATCTTAA AATTCCGTAG 3、基因的运载工具———运载体： 常用的运载体主要有两类： 1）质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒 原理： 利用运载体侵染宿主细胞的能力，将目的基因导入宿主细胞。 质粒： 质粒是基因工程最常用的运载体。 质粒存在于细菌、酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够进行自主复制的很小的环状DNA分子。 (1)能在宿主细胞中复制并稳定保存； (2)具有多个限制酶的切点，便于与不同的目的基因连接； (3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞 ... ...
