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课件网) 第3章 基因工程 第一节 重组DNA技术的的基本操作工具 我国是棉花生产大国，但棉花植株常会受到棉铃虫的侵袭，使棉花产量减少1/3，甚至绝收。大量施用农药杀虫不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染。苏云金杆菌可以合成一种抗虫毒素———Bt毒蛋白，如何能培育出具有抗虫性的棉花新品种呢？ 杂交育种？诱变育种？可以实现吗？为什么？ 杂交育种：同种生物之间进行； 诱变育种：在原有基因基础上发生基因突变， 结果产生新基因———等位基因（不定向） 基因工程育种：克服远缘杂交不亲和的障碍；定向改造生物性状。 毒死害虫 毒蛋白基因 棉花细胞 苏云金杆菌 与载体DNA拼接，导入 毒蛋白 抗虫棉的培育过程 目的基因← →受体细胞 →基因表达产物 1.概念：指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术。 一、基因工程的概念及解读 ①别名： ②变异原理： ③操作对象： ④操作水平： ⑥结果： 重组DNA技术 基因 DNA分子水平 基因重组 赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品 ⑤基本过程： 剪切→拼接→导入→表达 ⑦优点： 克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状 例如：通过转基因技术，可以实现大肠杆菌生产人的胰岛素，在此实例中，目的基因是 ，受体细胞是： ，目的基因的表达产物是： 。 人胰岛素基因 大肠杆菌 人胰岛素 1944年艾弗里等人证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。 1950年埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。 1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。 1958年梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。 1961年尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。 1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。 1970年科学家在细菌中发现了第一个限制性内切核酸酶（简称限制酶）。 20世纪70年代初，多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。 1972年，伯格成功构建了第一个体外重组DNA分子。 2.基因工程的诞生和发展 × √ √ × √ √ 思考1：为什么不同种生物的基因能拼接在一起？理论基础是什么？ 思考2：为什么外源基因在受体细胞内能够成功表达出相应的蛋白质呢？ 理论基础是什么？ 复制 转录 翻译 重组DNA 逆转录 复制 蛋白质 理论基础 1.DNA的基本组成单位相同(都是四种脱氧核苷酸) 2.都遵循碱基互补配对原则 3.DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构 理论基础 1.基因是控制生物性状的结构与功能单位 2.遗传信息传递都遵循中心法则 3.生物界几乎共用一套遗传密码 3. 基因工程的理论基础 （1）不同种生物的基因能拼接的理论基础 （2）外源基因在受体细胞内能表达的理论基础 RNA 思考3：培育转基因抗虫棉需要哪些关键步骤？ 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌DNA中提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与载体“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因导入棉花细胞 二、 重组DNA技术的基本工具 （三）分子运输车--载体 （一）分子手术刀--限制酶 （二）分子缝合针--DNA连接酶 “手术刀” “缝合针” “运输车” 识别特定核苷酸序列，断开磷酸二酯键 ———专一性 （一）限制性内切核酸酶———分子手术刀” 1.简称： 限制酶 2.来源： 原核生物（主） 4.作用： A T C G T A G C 5’ 3’ 5’ 3’ 磷酸二酯键 EcoRⅠ 5’…G-A-A-T-T-C…3’ 3’…C-T-T-A-A-G…5’ 3.种类： 数千种（限制酶不是一种酶，而是一类酶） 5.识别序列： 大多数：6个 少数：4个、8个或其他数量 ... ...
