基因工程簡介第三章第四節(jié)一基因工程的基本內(nèi)容主要內(nèi)容1）基因工程的概念2）基因操作的工具3）基因操作的基本步驟什么叫基因工程？

基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過對DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)實(shí)質(zhì)基因重組基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：（一）基因工程的概念普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？（二）基因操作的工具關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體１、基因的剪刀—限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）（二）基因操作的工具分布：主要是微生物特點(diǎn)：特異性（專一性）結(jié)果：產(chǎn)生相同的黏性末端舉例：

大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）限制酶什么叫黏性末端？

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。２、基因的針線——DNA連接酶（二）基因操作的工具

作用：DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來連接部位：磷酸二酯鍵（二）基因操作的工具３、導(dǎo)入過程需要運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。作用一：將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。作用二：利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞，對外源基因進(jìn)行大量復(fù)制。作為運(yùn)載體必須具備的條件：能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。（如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。）常用的運(yùn)載體主要有兩類：

1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒

2）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒質(zhì)粒：

質(zhì)粒：核區(qū)外的DNA分子。現(xiàn)在習(xí)慣上用來專指細(xì)菌、酵母菌和放線菌等生物中核以外的DNA分子。

質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體。絕大多數(shù)細(xì)菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子。有的一個(gè)細(xì)菌中有一個(gè)，有的一個(gè)細(xì)菌中有多個(gè)。大腸桿菌的質(zhì)粒：

最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，四個(gè)基本步驟：（三）基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)目的基因（三）基因操作的基本步驟

目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。（如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗?。共《尽⒖辜?xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。）目的基因的提取方法直接分離基因人工合成基因反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA鳥槍法（三）基因操作的基本步驟１、步驟一：目的基因的提取1）鳥槍法（散彈射擊法）：

用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞提供的外源DNA的所有片段分別在各個(gè)受體細(xì)胞中大量復(fù)制（即擴(kuò)增），從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再利用一定發(fā)方法將目的基因的DNA片段分離出來。1）鳥槍法（散彈射擊法）：

供體細(xì)胞中的DNA限制酶

許多DNA片段載入

運(yùn)載體導(dǎo)入

受體細(xì)胞

外源DNA擴(kuò)增從中找出含有目的基因的細(xì)胞將目的基因的DNA片段分離出來。步驟一：目的基因的提取2）反轉(zhuǎn)錄法：

目的基因的mRNA單鏈DNA雙鏈DNA(即目的基因)反轉(zhuǎn)錄合成以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。步驟一：目的基因的提取3）根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法：蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測推測目的基因化學(xué)合成根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鳥槍法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知氨基酸合成DNA法操作簡便廣泛使用工作量大，盲目，分離出來的有時(shí)并非一個(gè)基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)操作過程麻煩，mRNA很不穩(wěn)定，要求的技術(shù)條件較高專一性最強(qiáng)僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因哪些新技術(shù)能大大簡化基因工程的操作技術(shù)？1）DNA序列自動(dòng)測序儀：2）PCR技術(shù)：對提取出來的基因進(jìn)行核苷酸序列分析。使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增。（三）基因操作的基本步驟２、步驟二：目的基因與運(yùn)載體重組