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单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程,什么叫基因工程？,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。该技术是在,生物体外,，通过对,DNA,分子进行人工“,剪切,”和“,拼接,”，对生物的基因进行,改造,和,重新组合,，然后,导入受体细胞,内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内,表达,，产生出人类所需要的,基因产物,。,（一）基因工程的概念,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,1.,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,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，故名限制性内切酶。,特点：特异性。,即,一种,限制酶,只能识别一种,特定的,核苷酸序列,，并且能在,特定的切点,上切割,DNA,分子。,（二）,DNA,重组技术的基本工具,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。,限制酶,限制酶,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,。,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,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。,2.DNA,连接酶,“,分子缝合针”,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。,外源基因,(,如抗虫基因,),怎样才能导入受体细胞,(,如棉花细胞,),？,导入过程需要运输工具,运载体,。,运载体的作用有哪些？,作用一,：作为运载工具，将外源基因,(,抗虫基因,),转移,到受体细胞,(,棉花细胞,),中去。,作用二,：利用运载体在受体细胞,(,棉花细胞,),内，,对外源基因,(,抗虫基因,),进行,大量复制,。,作为运载体必须具备哪些条件？,1,）能够在宿主细胞中,复制,并稳定地,保存,。,2,）载体,DNA,必须有一个或多个,限制酶切点,，以便目的基因插入到载体上去。,3,）具有某些,标记基因,，便于进行,筛选,。,如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,载体,DNA,必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去,;,5),载体,DNA,分子大小应适合,以便提取和在体外进行操作,太大就不便操作,.,3.,基因进入受体细胞的运载,”,分子运输车”,常用的运载体主要有两类：,1,）细菌细胞质的,质粒,2,）,噬菌体,或某些,动植物病毒,质粒：,质粒是染色体外能够进行,自主复制,的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的,DNA,分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中,核以外的,DNA,分子,。,质粒,是基因工程,最常用,的,运载体,。,绝大多数细菌质粒都是,闭合环状,DNA,分子,。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。,大肠杆菌的质粒：,最常用的质粒,是,大肠杆菌的质粒,，其中常含有,抗药基因,，如四环素的标记基因。质粒的,存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用,，但,复制只能在宿主细胞内成,。,双基练习：,一、基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外,_,和,_,等技术,赋予生物以心得遗传特性,创造出符合人们的需要的新的,_,和,_.,又叫做,DNA,的重组技术,.,二、,DNA,重组技术的基本工具,1.,限制性核酸内切酶,-”,分子手术刀”,(1),主要来源,:,从,_,生物中分离出来的,.,(2),特点,:,能够识别,DNA,特定的核苷酸序列,切开,两个,_,之间的,_ .,(3)DNA,末端,:,限制酶切割,DNA,产生的,DNA,末端有两种形式,:_,和,_.,2.DNA,连接酶,-”,分子缝合针”,(1),作用,:,将双链,DNA_,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,_.,(2),种类,:,E.coli DNA,连接酶,:,只能缝合,DNA,的,_,T4 DNA,连接酶,:,既可缝合,DNA,的,_,又可缝合双链,DNA,的,_.,3.,基因进入受体细胞的载体,-”,分子运输车”,(1),载体的种类,质粒,:,是一种裸露的,结构简单,独立于细菌染色体之外,并能够自我,_,能力的双链,_ DNA,分子,;_,的衍生物,;_.,(2),载体的特点,能够在细胞内,_;,有一个或多个,_,切割位点,便于供源,DNA,的插入,.,具有,_,基因,供重组,DNA,的鉴定和选择,.,
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