1-2基因工程原理及操作
2[1]_基因工程的基本操作步骤
![2[1]_基因工程的基本操作步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/0fed1a1491c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad733.png)
专题1 基因工程[教学目标]1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
[教学重点和难点]1、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。
2、教学难点（1）从基因文库中获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
[课前预习]教材重温及自测一、目的基因的获取：1．目的基因：符合人们需要的，主要是指编码蛋白质的。
2．获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因①基因文库：将含有某种生物不同基因的很多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的基因②种类cDNA文库：含有一种生物的基因③目的基因的获取根据基因的相关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：已知目的基因的序列。
③过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在______的作用下实行延伸形成DNA。
④方式：指数扩增=2n(n为)(3)人工合成法：，已知，能够人工合成。
例1 以下获取目的基因的方法中需要模板链的是( )①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④B．①②③C．②③④D．②③二、基因表达载体的构建1．表达载体的组成：目的基因++ +标记基因等。
2．启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3．终止子：位于基因的，终止。
4．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存有，并且给下一代；使目的基因____ 和发挥作用。
5．标记基因：受体细胞是否含有目的基因。
6．不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。
例2科学家在培育抗虫棉时，经过了很多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。
1.2基因工程的基本操作程序(第二课时)
归纳: 基因工程的基本操作程序
1. 获取目的基因 从基因 利用PCR 化学方法人工合成
2. 构建基因表达载体
目的基因、启动子、终止子、标记基因
3. 将目的基因导入受体细胞
农杆菌转化法、显微注射法
4. 目的基因的检测与鉴定
检测：是否插入、转录、翻译
DNA分子杂交示意图
将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如 果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互 补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链 区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条 游离的单链。
目的基因的检测与鉴定
原理： 分子杂交技术
①检测: DNA上是否插入了目的基因 方法: DNA-DNA分子杂交
②检测: 目的基因是否转录出了mRNA 方法: DNA-RNA分子杂交
③检测: 目的基因是否翻ห้องสมุดไป่ตู้成蛋白质 方法: 抗原-抗体杂交 有时还需进行个体水平的鉴定，如抗
虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
知识回顾：
1、获取目的基因的常用方法 2、基因 3、PCR技术扩增的过程 4、基因工程基本操作的步骤
转化
目的基因进入受体细胞内， 并且在受体细胞内维持稳定和表 达的过程.
如何将目的基因导入受体细胞?
将目的基因导入受体细胞
(一)导入植物细胞
常用方法: 农杆菌转化法 过程:
目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农 杆菌 导入植物细胞 整合到受体 细胞的染色体上 目的基因的遗传特 性得以维持稳定和表达
(二)导入动物细胞 常用方法： 显微注射技术
操作程序：
提纯含目的基因的表达载体
采用
显微注射仪注入
受精卵
胚胎培
养 移植、发育成具有新性状的动物
【高中生物】1、2-基因工程的基本操作程序
1、2 基因工程的基本操作程序课标要求简述基因工程的原理和技术能力要求（1）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
（3）通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
知识网络体系目的基因：指编码蛋白质结构基因基因文库从基因文库中获取基因组文库目的基因的获取方法部分基因文库人工合成PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
利用PCR技术扩增目的基因目的：获取大量的目的基因原理：DNA复制过程目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，基因表达载体的构建并使目的基因能够表达和发挥作用。
（基因工程的核心）目的基因：基因表达载体的组成：启动子：终止子：标记基因：转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程农杆菌转化法导入植物细胞的方法：基因枪法将目的基因导入受体细胞方法：花粉通道法导入动物细胞的方法：显微注射技术导入微生物的方法：检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因检测：方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）目的基因的检测和鉴定检测目的基因是否转录方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）检测目的基因是否翻译成蛋白质抗原—抗体杂交鉴定：对生物进行个体水平的鉴定重难热点归纳提取目的基因的方法目的基因导入受体细胞的途径。
知识拓展1．外显子与内含子一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。
有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
基因工程2
方法 DNA分子杂交法
分子 水平
目的基因是否转录 DNA-RNA分子杂交法 目的基因是否翻译
抗原－抗体杂交法 接种实验
个体 ห้องสมุดไป่ตู้平
受体是否具有 转基因特征
步骤五：实现功能表达
DNA分子杂交
步骤五：实现功能表达
基因探针，是一段带有检测标记，且序
列已知的，与目的基因互补的核酸序列。 基因探针通过分子杂交与目的基因结合， 产生杂交信号，能从浩翰的基因组中把目的 基因显示出来。
步骤一：获取目的基因
基因工程的目的基因－－ 从供体转移到受体的基因。
与生物抗逆性相关的基因 与优良品质相关的基因 与生物药物和保健品相关的基因 与毒物降解相关的基因
与工业所需酶相关的基因
具有调控作用的因子 ……
步骤一：获取目的基因 • 目的基因的提取方法
直接分离基因 ：鸟枪法（散弹射击法）
步骤三：转化受体细胞 • 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
步骤三：转化受体细胞
植物细胞
受体 细胞
动物细胞 原核细胞
农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
显微注射技术
感受态法
步骤三：转化受体细胞
步骤一：获取目的基因 • 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？ 1）DNA合成仪： 对比较小，核苷酸序 列已知的基因用化学方 法直接人工合成。 2）PCR技术： 使目的基因的片段 在短时间内成百万倍 地扩增。
PCR扩增仪
DNA合成仪
步骤一：获取目的基因基因 • 上述三种目的基因提取的方法有何优缺点？
优点 缺点 工作量大，盲目，分 离出来的有时并非一 个基因 操作过程麻烦，mRNA 很不稳定，要求的技 术条件较高 操作简便 广泛使用 专一性强
第2节 基因工程及其应用
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物 。
↓
G
限制酶
A A T T
C G
C
T T A A
↓
二、基因工程的基本工具
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶(限制 酶)
↓
G C
限制酶
A A T T C
↓
T T A A
G
二、基因工程的基本工具
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶(限制酶)
↓ 限制酶
G C T T A A A A T T C G
A A T T C G
二、基因工程的基本工具
(2)基因的针线：DNA连接酶
G C T T A A A A T T C G
二、基因工程的基本工具
(2)基因的针线：DNA连接酶 A A T T C T T A A G
G C
二、基因工程的基本工具
(2)基因的针线：DNA连接酶
G A A T T C C T T A A G
↓
二、基因工程的基本工具
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶(限制酶)
黏性末端
G C T T A A
黏性末端
A A T T C G
二、基因工程的基本工具
（1）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶(限制酶)
特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ②作用特点： ③结果： ④举例： 产生黏性未端（碱基相同且互补配对）。 大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列， 并在G和A之间切开）。 黏性末端
讲课基因工程的基本操作程序课件
基因工程的历史与发展
01
基因工程的起源可以追溯到20世 纪70年代，当时科学家开始探索 DNA重组技术，奠定了基因工程 的基础。
02
随着技术的不断发展和完善，基 因工程在医学、农业、工业和生 物技术等领域得到了广泛应用。
基因工程的应用领域
安全性和伦理规范。
行业自律
03
相关行业和组织也制定了自律准则和规范，以促进基因工程的
健康发展。
05 基因工程未来展望
基因治疗的发展前景
基因治疗是一种通过修改人类基因来治疗遗传性疾病和获得性病症的方 法。随着基因编辑技术的不断进步，基因治疗在未来的发展前景广阔。
基因治疗将有望治愈一些目前无法根治的遗传性疾病，如囊性纤维化、 镰状细胞贫血等。同时，基因治疗也为一些常见疾病的治疗提供了新的
聚合酶链式反应（PCR）
利用特异性引物扩增目的基因片段，实现目的基因的快速获取。
化学体构建
载体的选择
目的基因与载体的连接
根据目的基因的特点和基因工程的需 要，选择合适的载体，如质粒、病毒 载体等。
利用限制性内切酶和DNA连接酶，将 目的基因与载体连接成重组DNA分子。
基因歧视
基因工程可能导致基于基因信息 的歧视，影响社会公平。
基因资源保护
基因资源是人类的共同财富，应 避免基因资源被滥用或垄断。
基因工程的法规与监管
国际法规
01
国际社会已经制定了一些关于基因工程的法规和公约，如《联
合国生物多样性公约》和《人类基因组计划宣言》。
国家法规
02
各国政府也制定了相应的法规和监管措施，以确保基因工程的
基因扩增与鉴定
第2课时 基因工程的原理和技术 学案(含答案)
第2课时基因工程的原理和技术学案（含答案）第第2课时课时基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术学习目标1.简述基因工程的原理。
2.概述基因工程基本操作的几个步骤。
一.基因工程的原理1.基本原理让人们感兴趣的基因即目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。
2.变异类型基因工程属于可遗传变异中的基因重组。
归纳总结1在基因工程中，不同DNA链的断裂和连接产生DNA 片段的交换和重新组合，形成了新的DNA分子，在这个操作中交换了DNA片段，故属于基因重组。
2基因工程中的基因重组不同于减数分裂过程中的基因重组。
前者属于无性生殖中的基因重组，并发生在不同种生物间，打破了物种间的界限，可以定向地改造生物的遗传特性，此操作均在细胞外进行。
例1科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。
把它注射入组织中，可以通过细胞的胞吞作用进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体上，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程属于A.基因突变B.基因重组C.基因互换D.染色体畸变答案B解析基因突变是基因内部结构的改变；染色体畸变是以染色体作为研究对象，探讨染色体结构和数目的变化；基因工程是将外源基因导入受体细胞，得到人们所需要的产物，属于基因重组。
例2下列叙述符合基因工程基本原理的是A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后将其DNA整合到细菌DNA上答案B解析基因工程是在生物体外，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，使目的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物，因此，B项为基因工程。
方法技巧正确理解基因工程的5个方面操作对象人们感兴趣的基因即目的基因需要的基本要素多种工具酶.目的基因.载体.宿主细胞等常见目的基因植物的抗虫基因.抗病基因.抗除草剂基因.人胰岛素基因和人干扰素基因等完成的场所体外构建重组DNA分子，宿主细胞内表达完成的结果目的基因稳定和高效地表达，产生人们所需的功能物质二.基因工程的基本操作步骤1.获得目的基因的方法1已知序列用化学方法合成；用聚合酶链式反应PCR扩增。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章 基因工程第2节 基因工程的基本操作程序含答案
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第2节基因工程的基本操作程序第1课时目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建课程内容标准核心素养对接1.阐明基因工程的原理和基本操作程序。
2.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。
1.科学思维——对基因工程的基本程序有整体的认识。
2.科学探究——能复述PCR技术的原理和基本过程，了解扩增目的基因的方法。
知识点1目的基因的筛选与获取1.筛选合适的目的基因2.获取目的基因的方法3.利用PCR获取和扩增目的基因（1）PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
（2）条件：一定的缓冲溶液（一般要添加Mg2＋）、DNA模板、分别与两条模板链结合的2种引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶以及能自动调控温度的仪器。
（3）过程（4）PCR产物的鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
知识点2基因表达载体的构建1.构建基因表达载体的目的（1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代。
（2）使目的基因能够表达和发挥作用。
2.基因表达载体的组成3.基因表达载体的构建过程（1）首先用一定的限制酶切割载体。
（2）然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA 片段。
（3）再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处（如图所示）。
（1）目的基因一定是编码蛋白质的基因（×）（2）DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸（×）（3）每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，呈指数形式扩增（√）（4）真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。
因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋（√）（5）PCR过程不需要解旋酶（√）（6）基因表达载体中含有启动子和密码子（×）（7）终止子相当于一盏红色信号灯，使翻译在所需要的地方停下来（×）教材P78图示拓展1.结合下图分析PCR过程中DNA链复制的方向是怎样的。
《基因工程实验流程》课件
基因工程的应用领域
01
02
03
农业
培育抗虫、抗病、抗逆等 性状优良的农作物新品种 ，提高农业生产效率。
医学
用于疾病诊断、治疗和预 防，如基因治疗、基因药 物、基因检测等。
工业
用于生物制药、生物能源 、生物材料等领域，如利 用基因工程菌生产药物、 生物燃料等。
02 基因工程实验基本流程
目的基因的获取
03 基因克隆实验流程
基因克隆的目的和意义
基因克隆是基因工程中的重要技术，其目的是获取和利用特定的基因或基 因片段。
通过基因克隆，科学家可以深入研究基因的结构和功能，以及基因在生命 过程中的作用。
基因克隆的应用广泛，包括基因治疗、药物研发、农业育种等领域，对人 类健康和功能 或表型相关的目的基因。
RT-PCR
利用逆转录酶将mRNA逆转录成 cDNA，再通过PCR扩增获得目的基 因。
克隆技术
利用分子克隆技术，将目的基因克隆 到质粒或噬菌体载体中。
基因合成
对于无法通过传统方法获得的目的基 因，可以通过基因合成技术进行人工 合成。
载体构建
载体选择
目的基因与载体的连接
根据目的基因的性质和实验需求，选 择合适的载体（如质粒、病毒载体等 ）。
将目的基因与载体进行酶切、连接， 形成重组DNA分子。
载体改造
对载体进行必要的改造，如添加启动 子、多克隆位点等，以便于目的基因 的表达和克隆。
重组DNA的转化
宿主细胞选择
根据目的基因的表达需求，选择合适的宿主细胞（如大肠杆菌、 酵母、哺乳动物细胞等）。
基因工程实验的工程实验应以尊重生命为首 要原则，不得对人类和动物的生 命造成伤害。
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B
600 200
200 200
EcoRⅠ EcoRⅠ
EcoRⅠ
C EcoRⅠ 400
D KpnⅠ 600
200
KpnⅠ
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北京师大良乡附中 4．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和 基因工程中， 质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I 质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切 点是—G↓GATCC G↓GATCC一 限制酶II II的识别序列和切点是一 点是 G↓GATCC一，限制酶II的识别序列和切点是一 GATC一 根据图示,判断下列操作正确的是： ↓GATC一。根据图示,判断下列操作正确的是： 质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II II切割 A．质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割 质粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I II切割 B．质粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割 目的基因和质粒均用限制酶I C．目的基因和质粒均用限制酶I切割 目的基因和质粒均用限制酶II II切割 D．目的基因和质粒均用限制酶II切割
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运载体应具备 的特点
(1)能在宿主细胞内稳定保存 能在宿主细胞内稳定保存 并大量复制 (2)有多种限制酶单一识别位 有多种限制酶单一识别位 点，以便插入外源基因 (3)具有某些标记基因，以 具有某些标记基因， 具有某些标记基因 便进行筛选 含有目的基因 的受体细胞
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置疑： 置疑：用什么生物手段将已互补配对的黏性末端 的缝隙连接上？ 的缝隙连接上？
基因的针线——DNA连接酶 DNA连接酶 基因的针线 DNA
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2、DNA连接酶 DNA连接酶
作用：将具有末端碱基互补的 个 作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连 片段连 接起来，恢复被限制酶切断的磷酯 接起来，恢复被限制酶切断的磷酯键，形成重 组DNA分子 分子 问题：与DNA聚合酶相比，它们的异同？ 聚合酶相比， 问题： 聚合酶相比 它们的异同？ ——催化的底物不同，都形成磷酸二酯键。 催化的底物不同， 催化的底物不同 都形成磷酸二酯键。
基因组片段克隆在质粒或噬菌体上
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北京师提： ——对目的基因碱基序列完全不知 对目的基因碱基序列完全不知； ——对目的基因碱基序列完全不知； 适用范围： 适用范围： ——一般适用于获取原核细胞的基因 一般适用于获取原核细胞的基因 操作方法： 操作方法：
目 体外DNA重组 体外DNA DNA重组 的 和转基因技术 基 转移 因
另一种 新的遗 符合人们需 生物细 传特性 要的生物类 胞中(受 型和产品
体细胞) 体细胞)
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概念要素： 概念要素：
场所： 场所：生物体外 水平：分子水平。 水平：分子水平。 方法：人工“剪切” 拼接” 方法：人工“剪切”和“拼接”DNA 特点：定向地改造生物的遗传性状 特点：定向地改造生物的遗传性状 种间育种） （可种间育种） 思考：它与生物自然变异的本质区别是什么？ 思考：它与生物自然变异的本质区别是什么？
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实例:转基因植物抗虫棉培育过程 实例 转基因植物抗虫棉培育过程
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北京师大良乡附中 三、基因工程操作的工具
基因的剪刀——限制性内切酶 限制性内切酶 基因的剪刀
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北 利用大肠杆菌可以批量生产人的胰岛素； 利用大肠杆菌可以批量生产人的胰岛素；
转基因蓝玫瑰
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DNA重组技术 一、基因工程的概念: 又叫DNA重组技术 基因工程的概念 又叫DNA
第一章 基因工程
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北京卷考试说明中的有关要求
基因工程 Ⅰ
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基因决定性状
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家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
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例3：同一种限制酶切割成的黏性末端是
A
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ②③
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1.完成转基因植物的培育，需要哪些基本工 1.完成转基因植物的培育， 完成转基因植物的培育 具？ ——限制酶 DNA连接酶 运载体（质粒） 限制酶、 连接酶、 ——限制酶、DNA连接酶、运载体（质粒） 2.培育该转基因植物的基本操作程序是什么 培育该转基因植物的基本操作程序是什么？ 2.培育该转基因植物的基本操作程序是什么？
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二、基础理论和技术的 发展催生了基因工程 1.基础理论的重大突破 基础理论的重大突破
1944年艾弗里等人证明了 年艾弗里等人证明了DNA 年艾弗里等人证明了 是遗传物质。 是遗传物质。 1953年沃森和克里克建立了 年沃森和克里克建立了DNA 年沃森和克里克建立了 双螺旋结构模型。 双螺旋结构模型。 1963年尼伦伯格和马太破译了遗 年尼伦伯格和马太破译了遗 传密码,发现了密码子的通用性 发现了密码子的通用性。 传密码 发现了密码子的通用性。 遗传信息传递和表达方式的认定， 遗传信息传递和表达方式的认定， 现代基因概念的得到完善
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例1.下列有关基因工程中限制酶的描述， 1.下列有关基因工程中限制酶的描述， 下列有关基因工程中限制酶的描述 错误的是 C A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷 A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷 酸序列 B.限制酶的活性受温度的影响 B.限制酶的活性受温度的影响 C.限制酶能识别和切割RNA C.限制酶能识别和切割RNA 限制酶能识别和切割 D.限制酶可从原核生物中提取 D.限制酶可从原核生物中提取
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一.限制性核酸内切酶(简称限制酶) 限制性核酸内切酶(简称限制酶)
1.存在： 1.存在： 存在 微生物体内 DNA分子特定核苷酸序列 2.作用：识别双链DNA分子特定核苷酸序列， 2.作用：识别双链DNA分子特定核苷酸序列，并切断特 作用 定的磷酸二酯键，可产生粘性末端或平末端。 定的磷酸二酯键，可产生粘性末端或平末端。 3.种类：4000多种。 3.种类：4000多种。 种类 多种 4.在微生物体内的功能： 4.在微生物体内的功能： 在微生物体内的功能 切割外源DNA分子, 切割外源DNA分子, DNA分子 保护自身的安全。 保护自身的安全。
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2.技术的创新使基因工程的实 技术的创新使基因工程的实 施成为可能
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1965年桑格等科学家发明了蛋白质 年桑格等科学家发明了蛋白质 序列分析方法。 和DNA序列分析方法。 序列分析方法 1970年，阿尔伯、内森斯、史密斯 年 阿尔伯、内森斯、 在细菌中发现了限制性内切酶， 在细菌中发现了限制性内切酶，后 又发现了DNA连接酶和逆转录酶。 连接酶和逆转录酶。 又发现了 连接酶和逆转录酶 桑格 1972年，伯格成功地构建了第一个 年 体外重组DNA分子。 分子。 体外重组 分子 穆里斯 1988年，穆里斯发明了 技术。 年 穆里斯发明了PCR技术。 技术 1973年，转基因大肠杆菌问世， 年 转基因大肠杆菌问世， 1980年，第一个转基因小鼠诞生， 年 第一个转基因小鼠诞生， 1983年，第一个转基因烟草问世。 年 第一个转基因烟草问世。 北京师大良乡附中生物学高考复习同步辅导教程
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操作方法： 操作方法：
构建基因 限制酶 DNA 克隆载体 受体菌 构建 的基因 克隆载体 受体菌 构建 cDNA
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四、基因工程的基本操作步骤
㈠获取目的基因 问题1 问题1：如果我 们对抗虫基因的 碱基序列完全不 知，怎样从苏云 金芽孢杆菌体内 获取目的基因？ 获取目的基因？
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200by和600by2种长度的DNA分子。 DNA分子的酶切图 200by和600by2种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图 种长度的DNA分子 谱正确的是： 谱正确的是： D
EcoRⅠ KpnⅠ KpnⅠ EcoRⅠ KpnⅠ KpnⅠ
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A
600 200
200 200 400
KpnⅠ
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D
例3.现有一长度为1000碱基因对（by）的DNA分 3.现有一长度为1000碱基因对（by） DNA分 现有一长度为1000碱基因对 用限制酶EcoR 切割后得到的DNA DNA分子仍是 子，用限制酶EcoRⅠ切割后得到的DNA分子仍是 1000by， 单独切割得到400 2种 1000by，用KpnⅠ单独切割得到400by和600by 2种 长度的DNA分子， DNA分子 长度的DNA分子，用EcoRⅠ和KpnⅠ同时酶切后得到