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1、第一章 基因工程,第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生,现代生物学技术和生物工程,基因工程及理论基础,工程酶的发现及作用,基因工程的诞生,限制性核酸内切酶基因的剪刀,DNA连接酶基因的针线,质粒基因的运载体,课堂练习,生物学技术,利用生物学手段定向控制生物或改造生物，以获得优良的生物或所需的生物产品,现代生物学技术的特征,对生物材料的机构进行拆分、修改、增删、重组、探讨生物结构和功能的关系，并以此满足人类生存、健康、发展上的需求,现代生物工程,细胞工程和胚胎工程,基因工程,发酵工程,蛋白质和酶工程,乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）,把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们需要的
2、基因产物，或者让它获得新的遗传性状。其核心是构建重组DNA分子（又称重组DNA技术）。,基因工程及理论基础,基因工程的理论基础,基因工程的理论基础,1953年DNA分子双螺旋结构的发现和DNA是遗传物质的确立,20世纪60年代遗传密码子的破译和“中心法则”的确立,所有生物的基因（DNA）都具有相同的化学组成成分和空间结构,几乎所有生物都的基因复制、表达的机制都相同，并共用一套密码子,结论：,基因具有独立性，可将一个基因转移到不同生物体内独立复制传递、并表达出自身特定的基因产物,转基因抗虫棉的培育,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,如何将苏云金芽孢杆菌细胞内的抗虫基因从它的DNA分子中切割下来,如何
3、将切下来的抗虫基因与运载体DNA连接起来,如何将重组的DNA运送到棉花细胞,“分子手术刀”,“分子缝合针”,“分子运输车”,限制性核酸内切酶（简称限制酶）,分布,作用特点,作用结果,实例,种类,作用及作用部位,识别DNA分子中某一特定的核苷酸序列并在特定位点将DNA以一定的形式切开的酶,主要在微生物中,已经发现了数千种,切割DNA分子分子内部,有特异性。即一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子,产生黏性未端,EcoR,BamH,等,EcoRI,黏性末端,大肠杆菌中的一种限制酶,识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷
4、酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端,不同DNA用同一限制酶能够切出相同粘性末端,用特定内切酶可切取DNA分子中的含基因片段,切口,BamHI,识别GGATCC序列，并在G和G之间将其切开,切取DNA上的一个基因,同一限制酶切出相同粘性末端,DNA连接酶,作用,连接部位,注意：,将配对黏连后的两个相同的黏性末端连接起来,两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键,限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，只是一个是切开，一个是连接,基因进入受体细胞的载体,作用,载体必须具备的条件,利用它在受体细胞内对外源基因进行大量复制,作为运载工具，将外源基因送入受体细胞,常用种类,质粒、噬菌
5、体和某些动植物病毒,能在宿主细胞内自我复制,有一个或多个限制酶切点,具有某些标记基因,对受体细胞无害,以便外源基因扩增和传递,以便外源基因插入到载体上,便于进行筛选,质粒是最好和最常用的运载体,质粒,是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因,思考：质粒上存在的标记基因有什么用途？,可以检测质粒是否导入了受体细胞。,结构,分布,许多细菌及酵母菌等生物中。,能自主复制的小型双链环状DNA分子,最常用的质粒,基因工程的诞生,1972年，斯坦福大学，完成首次DNA的人工重组,1973年，斯坦福大学，首次完成细菌之间性状转移,标志基因工程诞生,同一限制性核酸内切酶处理,A含四环素抗性基因质粒,B含卡那霉素抗
6、性基因质粒,含相同粘性末端,DNA连接酶,同时抗四环素和卡那霉素,1、科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是 A.定向提取生物体的DNA分子 B.定向地对DNA分子进行“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向地改造生物的遗传性状,2、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用 A、同种限制酶 B.两种限制酶 C、同种连接酶 D.两种连接酶,【答案：D】,【答案：A】,练习,3、基因工程又叫重组DNA技术。假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因，将切割后的载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有 种环状DNA分子，它们分别是：,3,运载体与运载体相连、目的基因与目的基因相连、运载体与目的基因相连,4、下图是将人的生长激素基因导入B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：,(1)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有氨苄青霉素的培养基上培养，会发生的现象是：其原理是：(2)导入B细胞中的目的基因成功表达的标志是：,有的能生长,有的不能生长,普通质粒含氨苄青霉素基因；重组质粒氨苄青霉素基因被破坏。,能合成人的生长激素,
