基因工程及其应用资料整理
第2节 基因工程及其应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P103
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中 是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落， 保留有表达产物的进一步培养、研究。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
三、基因工程的操作步骤
4：目的基因的检测与鉴定
P103
分子水平检测 ：DNA分子杂交；mRNA分子杂交 ；抗原-抗体杂交 个体水平鉴定：抗虫或抗病的接种试验
转基因食品
安全吗?
P105
转基因植物的安全性争论
P105
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
反对派的观点
P105
• 一英国科学家声称，转基因马铃薯会减 弱老鼠免疫系统功能；
• 美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会 危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
标记基 因，便 于进行 检测。
作为运载体必须具备哪些条件？
（1）一个或多个限制酶的切割位点（以便目的基因的插入）
P103
（2）具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而 同步复制（以便目的基因的复制保留）。 （3） 带有标记基因（鉴别受体细胞中是否含有目的基因） （4） 安全（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）分子大小适合（以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作） 实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后 才能用于基因工程操作
制酶） 专一性： 一种限制酶只能
→ 并在特定的切点上切割DNA →
6.2 基因工程及其应用
能生产胰岛素的大肠杆菌
转基因超级小鼠
荧光小猪
导入人基因的小鼠(长出人的耳朵)——器官移植
荧光小鱼
个头特别大的转基因鲤鱼
日 本 生 产 的 转 基 因 方 形 西 瓜
日本转基因蓝色玫瑰
未来会不会出现这样的香蕉？
一、基因工程的概念——分子水平改变生物
标准概念——在生物体外，通过对DNA分子进行人工 “切割”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，使重组基因在受体细胞 内表达，产生出人类所需要的产物。 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 通俗概念——按照人们的意愿，把一种生物的个别基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
富含赖氨酸的转基因玉米
（二）动物基因工程——提高动物生长速度
转生长激素 基因鲤鱼
（二）动物基因工程——生产药物
转有人α-抗胰蛋白酶 基因的转基因羊
（三）基因工程药物
我国生产的部分基因工程药物
（三）基因工程药物
以候云德院士(右)为首的研究 人员，成功地研制出我国第一 个基因工程药物——干扰素
干扰素的生产车间
（四）基因治疗
我国研究人员正在制备用 于治疗的基因工程细胞
为病人注射基因工程细胞
六、转基因生物和转基因食品的安全性
目前，转基因生物和转基因食品的安全性还 没有证实，国际上对于转基因食品的管理主要有 两种态度，即欧洲国家的严格管理的态度和美国 相对宽松的态度。
三、基因操作的基本步骤
细菌 取出质粒 用相同的限制酶切出黏性末端 供体细胞 取出DNA分子 用限制酶切取目的基因
将目的基因插入质粒切口 用DNA连接酶将目的基因与质粒相连 基因工程的 将重组DNA分子导入受体细胞 遗传学原理： 基因重组 重组DNA分子增殖、表达 检测目的基因产物
医学中的基因工程及其应用
医学中的基因工程及其应用基因工程是指利用生物技术手段，对生物体的基因进行修改、操作和调控的过程。
近年来，随着生物技术的不断进步和发展，基因工程技术在医学领域中的应用也越来越广泛。
本文将探讨基因工程在医学中的应用，包括基因治疗、基因诊断以及生物药物的生产等方面。
一、基因治疗基因治疗是指通过将正常的基因导入病患体内，从而达到治疗疾病的目的。
比如，某些疾病是由于基因突变所导致，这时候科学家可以通过基因编辑技术来修复这些基因，从而治愈患病的人。
目前，该技术已经应用于多种疾病的治疗中。
例如，基因治疗在癌症的治疗中应用得较为广泛。
科学家们利用基因编辑技术，将治疗相关的基因导入人体，然后通过体内产生的蛋白质与癌细胞进行作用，达到治疗癌症的目的。
此外，基因治疗还可以用于治疗其他一些疾病，如先天性遗传病、免疫缺陷病等。
二、基因诊断基因诊断是指通过检测个体的基因信息，进而进行疾病的预测、诊断、鉴定和治疗的手段。
随着基因测序技术的发展，基因诊断正逐渐成为一种主流的医学诊断手段。
目前，基因诊断在肿瘤、心血管疾病、遗传病等多种疾病的诊断中得到了广泛的应用。
对于肿瘤的诊断而言，基因诊断可以通过检测病人的DNA或RNA得到其具体的肿瘤类型，然后进一步做出更为精确的治疗方案。
同时，基因诊断技术还可以预测肿瘤的发生、转移及复发的风险等。
对于遗传病而言，基因诊断可以辅助医生进行疾病的早期预测和诊断，使患者通过早期知晓疾病早期进行针对性的治疗。
这对于患者及其家族人员，尤其是在家族中具有遗传基础的人群，是非常重要和有益的。
三、生物药物的生产生物药物是指利用生物技术手段生产出来的药物，因为其具有较高的特异性和生物活性，逐渐成为临床医学的重要药物。
基因工程技术在生物药物的生产过程中发挥着至关重要的作用。
通过基因编辑技术将人体需要的蛋白质基因插入到大肠杆菌、酵母等微生物体内，实现对蛋白质的大规模生产。
这种基因工程技术被称为“蛋白质表达系统”。
基因工程及其应用
基因工程及其应用
基因工程是一种涉及改变生物体基因组的技术，它包括对
基因进行分离、修改和重新组合，以创建具有特定性状的
生物体。
这项技术的出现已经改变了许多领域，包括医学、农业、工业等。
以下是基因工程的一些应用：
1. 医学应用：基因工程在医学领域有广泛应用。
它可以用
于生产重要的药物，例如人胰岛素、生长激素和抗体等。
此外，基因工程还用于研究和治疗基因相关的疾病，如癌症、遗传性疾病等。
2. 农业应用：基因工程在农业领域被用来改良植物和动物
品种，以提高产量、抗病性和耐逆性等。
例如，基因工程
可以将外源基因导入作物，使其具有耐虫、耐病和抗草甘
膦等特性。
3. 工业应用：基因工程可以生产大量的酶和蛋白质，用于
工业生产中的各种过程。
这些酶和蛋白质可以用于生产纤
维素、纸浆、生物燃料和工业化学品等。
4. 环境应用：基因工程还可以用于改变微生物的代谢途径，以提高污水处理、生物修复和废物处理等环境应用的效率。
5. 法医学应用：基因工程可以用于DNA分析，例如在刑事犯罪的调查中用于鉴定嫌疑人和受害者的身份。
尽管基因工程的应用广泛且有潜力，但其发展也面临伦理
和安全的挑战和争议。
因此，在使用基因工程技术时，需
要进行严格的监管，并谨慎权衡其风险和利益。
基因工程及其应用
通过基因工程给患有遗传病的人 体内导入正常基因可“一次性”解除 病人的疾苦。
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地
检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
• 大肠杆菌的运质载粒体：
1.能够在宿主细胞最常内用复的质粒是大肠杆 制并稳定保存菌；的质粒，其中常含有抗药 2.具有多个限基制因酶，如切四点环素的标记基因。
以便与外源基因质相粒连的存；在与否对宿主细 3.具有标记基胞因生，存没便有于决定性作用，但 进行筛选． 复制只能在宿主细胞内成。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
2、基因工程与医药卫生
⑴ 基因工程药品的生产
许多药品的生产
是从生物组织中提取
的。受材料来源限制
产量有限，其价格往 往十分昂贵。
第1节 基因工程及其应用
一、基因工程——分子水平改变生命
1、概念:是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并 通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的 遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物 类型和生物产品。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种 生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然 后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物 的遗传性状（目的）。
基因工程及其应用
环境保护
基因工程可用于生物修复、 环境监测和生态系统保护， 有助于解决环境问题和提高 可持续发展。
基因工程在医学领域的应用
ห้องสมุดไป่ตู้
1
基因治疗
通过基因工程技术修复或替换患者的缺陷
药物研发
2
基因，为治疗遗传性疾病提供新的方法。
基因工程用于制备重组蛋白和抗体，加速
药物开发和生产过程。
3
疾病诊断
基因工程技术使得疾病的早期诊断更加准 确和可靠，为个性化医学提供了新的途径。
基因工程在农业领域的应用
转基因作物
基因工程可用于在作物中导入外 源基因，以提高作物的抗虫性、 耐旱性和营养价值。
植物组织培养
基因工程技术可用于培育不孕植 株、繁殖珍稀植物和提高植物生 长速度。
农业生物技术
基因工程在农业领域还可用于动 物遗传改良、育种和疫苗研发， 提高农业生产效率。
基因工程在环境领域的应用
生物修复
基因工程可以用于修复受污染土壤和水体中的有害物质，加速环境恢复过程。
环境监测
通过基因工程技术，可以开发植物和微生物传感器来监测环境中的有害物质。
生态系统保护
基因工程可用于保护濒危物种、恢复破坏的生态系统，维持生物多样性。
基因工程使用了许多工具 和技术，如限制性酶、 DNA合成和蛋白质表达系 统等，以便研究和操作基 因。
基因编辑技术如CRISPRCas9已经革命性地改变了 基因工程领域，使得基因 编辑更加精确和高效。
基因工程的应用领域
生物医学
基因工程在生物医学研究中 有广泛应用，如基因治疗、 药物研发和疾病诊断。
基因工程及其应用
药物研发
食品安全
基因工程在农业领域的应用，如转基 因作物，可以提高产量和抗性，但也 可能引发过敏反应或生态问题。
通过基因工程技术，可以研发出更有 效、副作用更小的药物。
基因工程对生态平衡的影响
转基因作物
转基因作物的种植可能会破坏自然种群的生态平衡，影响土壤健 康和生物多样性。
基因污染
基因工程可能导致基因污染，即非自然发生的基因转移，对环境 和生态系统造成不可逆的影响。
农业领域的应用
作物改良
利用基因工程培育抗虫、抗病、抗旱等性状的作物新 品种。
转基因动物
通过基因工程培育具有优良性状的转基因动物，如高 产奶、抗病等。
生物农药
利用基因工程生产生物农药，减少化学农药的使用， 降低环境污染。
环境领域的应用
污染治理
01
通过基因工程培育出能够降解有机污染物的微生物，用于污染
治理和修复。
环境监测
02
利用基因工程建立环境监测系统，预测和评估环境污染和生态
变化。
生态修复
03
通过基因工程培育出能够改善土壤质量、提高水质的植物和微
生物新品种，促进生态修复。
04
基因工程的安全性和伦理问题
基因工程对人类健康的影响
基因治疗
基因工程在医学领域的应用，如基因 治疗，可以纠正致病基因，提高治疗 效果。
近年来，随着测序技术和合成生物学的发展，基因工程的应用范围和潜力更加广泛 。
基因工程的研究对象和内容
基因工程的研究对象包括DNA、RNA和蛋白质等生物分子，以及这些分 子之间的相互作用和调控机制。
基因工程的主要内容包括基因的克隆和表达、基因的修饰和调控、基因 治疗和基因组编辑等。
基因工程技术与应用知识点
基因工程技术与应用知识点
1.基因工程技术的原理
基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中剪切并插入到另一个物种
的DNA中。
首先，需要获得目标基因的DNA序列，然后通过PCR扩增得到
足够多的目标基因的DNA片段。
接下来，将目标基因的DNA片段与质粒进
行连接，形成重组质粒。
最后，将重组质粒导入宿主细胞中，使其进行复
制和表达。
这样，目标基因就被克隆到宿主细胞的基因组中。
转基因是指利用基因工程技术将外源基因导入目标细胞中，使其产生
新的功能或性状。
转基因主要通过两种方法实现：直接注射外源基因或利
用载体导入外源基因。
直接注射外源基因常用于转基因动物的制作，而利
用载体导入外源基因则常用于转基因植物的制作。
通过转基因技术，可以
实现农作物的抗虫、抗病、抗逆性增强，以及工业酶的大规模生产等。
2.基因工程技术的应用
农业领域：基因工程技术可以用于农作物的抗虫、抗病和抗逆性提高
等方面。
通过转基因技术，可以使植物表达抗虫蛋白，减少对农药的依赖；也可以导入外源基因，增强植物的抗逆性，使其在恶劣环境下仍能正常生长。
工业领域：基因工程技术可以用于工业酶的生产，如乳酸菌发酵生产
乳酸。
此外，基因工程还可以用于生物燃料的生产，如利用转基因酵母生
产乙醇。
基因工程及其应用
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译成蛋白质 鉴个 定体 水 平
方法—— 抗原抗体杂交
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
例：将目的基因导入植物细胞
能感染双子叶植物和祼子植物,对单子叶植物 无感染能力
特点: 农杆菌转化法
表达 载体转入
Ti质粒的T—DNA可转移至受体细胞并整合到 其染色体上
操作对象 操作水平
基本过程
基因 DNA分子水平
剪切→拼接→导入→表达
结果
人类需要的基因产物或性状
基因工程的基本工具
• 限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀” • DNA连接酶 ——“分子缝合针” • 基因进入受体细胞的载体
——“分子运输车”
1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）
分布：主要在原核生物中
G AA T T C DNA连接酶连 接的是DNA骨 架上的缺口，不 是碱基间的氢键
C T T AA G
3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体： 质粒 噬菌体 动植物病毒
3、基因的运输工具——运载体
运载体必须同时满足三个要求： ①具有一到多个限制酶的酶切位点,以便与外源 基因连接; ②能进入受体细胞并在受体细胞内稳定存在并能 复制（复制原点）、表达； ③具有标记基因,便于目的基因的筛选.
三、基因工程基本步PCR技术扩增 3、人工合成（需已因的分类:按外源DNA片段的来源分类
种 类基因组：含有一种生物的全部基因 部分基因： 农杆 菌 导入 植物 细胞 插入 植物细胞染 色DNA 表达 新 性 状
目的基因
基因工程基本步骤：
第一步：获取目的基因
第二步：目的基因与运载体结合 第三步：将目的基因导入受体细胞 第四步: 目的基因的检测和鉴定
第六章第2节基因工程及其应用
形成的黏性末端不同
２、基因的“针线”──DNA连接酶 DNA
连接酶
碱基互补配对
DNA 连接酶
连接酶的作用是：将互补配对的两个 黏性末端连接起来，(即生成：磷酸二酯键) 使之成为一个完整的DNA分子。
DNA连接酶的作用过程
3、基因的运输工具——运载体
（1）作用：将外源基因送入受体细胞。 （2）运载体必须具备的条件：
C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物 5、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在 基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （C） A．人工合成基因 B．目的基因与运载体结合 C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表 达
① 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ② 有多个限制酶切点，以便于外源基因相
连接。 ③ 具有某些标记基因，以便进行筛选。
（3）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
质粒----基因工程中最常用的运载体。
(1)存在于许多细菌及酵母 菌等生物中。 (2)质粒的存在对宿主细胞 无影响。 (3)质粒的复制只能在宿主 细胞内完成。 (4)细胞染色体外能自主复 制的小型环状DNA分子。 标记基因，便于 进行检测。
种类：目前已知的大约500种
被同一种限制酶切 断的几个DNA是否具有 相同的黏性末端？
黏性末端----碱基互补配对
别一种特定的核苷酸序 列，并在特定的切割点 上将DNA 分子切断。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有 相同的黏性末端？ 具有 不同的限制酶呢？
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供 体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性 内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ 和Ａ之间，这是利用了酶的（ Ｂ） Ａ．高效性 Ｃ．多样性 Ｂ．专一性 Ｄ．催化活性易受外界影响
第二节基因工程及其应用资料
之一，它具有极强
的韧度，其韧度是
同样直径钢材的好
几倍。但与家蚕不
同，蜘蛛不能家养，
因为它们会互相吞
食，所以不可能建
立人工饲养蜘蛛的
农场。30多年来，
科学家们一直试图
找到利用其他生物
体来制造蛛丝的办 法。
• 蜘蛛能够吐出蛛丝
资料三
以往，治疗糖尿
病的胰岛素是从动
物胰腺中提取的，
从100千克猪、牛
等动物的胰腺只能
基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”，对生物现有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。 通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过 程
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• 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。
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否 具有相同的黏性末端？
尝试写出下列序列受EcoliI 内切酶作用后的黏性末端
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
质粒存在于 许多细菌和酵母 菌等生物中,是细 胞染色体外能够 自主复制的很小 的环状DNA分子.
三、基因工程基本步骤
1、获取目的基因
• 提取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因。 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的 抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的 基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。
基因工程及其应用
03 基因工程的主要技术
基因克隆技术
原理：通过DN复制技术将目 标基因克隆到载体上
应用：基因工程、生物制药、 基因治疗等领域
技术流程：目的基因的获取、 载体的选择、目的基因与载体 的连接、转化、筛选和鉴定
优点：高效、准确、可重复性 强
基因定点诱变技术
原理：利用基因工程技术在特 定基因位点引入突变
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汇报人：
基因工程在医学、 农业、环境等领域 有着广泛的应用。
基因工程的发展对 生物技术、生物医 学等领域产生了深 远的影响。
基因工程的历史发展
添加标题 添加标题 添加标题 添加标题 添加标题 添加标题
1972年美国科学家Pul Berg首次成功将两种病毒的DN拼接在一起标志着 基因工程的诞生。
1973年美国科学家Stnley Cohen和Herbert Boyer首次成功将外源基因 插入到细菌中实现了基因工程的首次应用。
06 未来展望
基因工程技术的发展趋势
添加标题
基因编辑技术：CRISPR/Cs9等基因编辑技术的 发展将更加成熟应用范围更广
添加标题
合成生物学：合成生物学的发展将更加迅速创 造新的生物系统
添加标题
基因农业：基因农业的发展将更加迅速提高农 业生产效率
添加标题
基因治疗：基因治疗技术将更加成熟治疗更多 疾病
应用：在基因工程中用于基因 功能研究、基因编辑等
技术特点：精确、高效、可控
发展前景：在生物医药、农业 等领域具有广泛应用前景
基因转录技术
基因转录：将DN中的遗传信息转化为RN的过程 转录酶：负责转录过程的酶 转录产物：mRNtRNrRN等 应用：基因工程生物制药基因诊断等领域
基因编辑技术
基因工程及其应用生物必修
PCR技术 PCR技术是一种在体外快速扩增特定DNA片段的技术，广泛应用于基因 克隆和检测中。
在基因工程中的应用 基因克隆与PCR技术是基因工程中的重要技术手段，能够实现目的基因的 高效获取和扩增，为后续的基因表达和功能研究奠定基础。
基因工程是一种定向、精确地改变生物 遗传性状的技术手段，通过对特定基因 的修饰或添加，实现对生物体的遗传改 良。 基因工程是指通过人工操作对生物体的 基因进行剪切、拼接和重组，从而实现 对其遗传特性的改造和优化。
基因工程的历史与发展
1970年代 基因工程的萌芽阶段，科学家开始了解DNA结构和功能，并尝 试通过限制性内切酶进行初步的基因操作。 1980年代 基因工程进入快速发展期，随着PCR技术、基因克隆和表达载 体等关键技术的突破，基因工程的应用领域不断扩大。 1990年代至今 基因工程技术不断完善和创新，涉及领域包括农业、医学、工 业和环保等，为人类解决许多难题提供了有力支持。
基因编辑技术的发展
基因编辑技术是近年来发展迅速的生物技术，其中 CRISPR-Cas9系统是最常用的基因编辑工具之一。随着技 术的不断改进和完善，基因编辑的效率和准确性将进一步 提高，有望在未来的生物科学研究中发挥更大的作用。 基因编辑技术有望应用于治疗遗传性疾病和传染病，例如 罕见病、癌症和艾滋病等。通过编辑人类基因组，可以纠 正缺陷基因，预防和治疗遗传性疾病，提高人类健康水平。
基因工程工具与技术
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2
限制性核酸内切酶
1 3
识别特定DNA序列 限制性核酸内切酶能够识别并切割DNA 分子中的特定序列，是基因工程中的关键 工具之一。
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基因工程及其应用
一、基因工程
基因工程：即基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
原理基因重组
操作环境生物体外
操作对象基因/DNA
操作水平分子水平
基本过程供体细胞目→的基因→受体细胞→获得新性状剪切→拼接→导入→表达
结果定向地改造生物的遗传性状，人类需要的基因产物
二、基因操作的工具
1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶
来源种类特点
微生物已发现的有200
多种识别特定核苷酸序列，在特定的切点切DNA，具特异性。
并裂解磷酸二酯键，产生两个黏性末端。
例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
这个特点说明了：酶具有专一性
思考:
1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？
具有。
形成的黏性末端不同。
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志。
2、基因的“针线” —— DNA连接酶
作用其作用与限制性内切酶相反，作用点相同。
将互补配对的两个黏性末端连接起来，使
之成为一个完整的DNA分子。
连接的部位：生成磷酸二酯键
DNA连接酶的作用过程：
3、基因的运输工具——运载体
条件常用的运载体
1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2.具有多个限制酶切点（每种限制酶切点最好只有一
个），以便与外源基因连接。
3.具有标记基因，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。
质粒、噬菌体和动、植物病毒等。
它们的共同特点是：都有侵染或进入宿主细胞的能力。
其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
质粒可作为有何特点？
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响；
3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
第一步：
获取目的基因具体见尾部1、直接分离：鸟枪法2、人工合成
反转录法
根据已知的氨基酸序列合成DNA
注意：要保持基因的完整性
第二步：目的基因与运载体结合其余见尾部注意：要用同一种限制酶切取目的基
因和运载体，并用DNA连接酶连接。
目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：
目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目
的基因与质粒结合。
所以需要筛选。
图解操作步骤
基因工程基本步骤→第一步：获取目的基因→鸟枪法和人工合成详解
鸟枪法：
将供体细胞中的DNA 用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到不同的受体细胞中去，让这些DNA 片段在受体细胞中扩增。
从中找出含有目的基因细胞，并将含有目的基因的DNA 片段分离出来。
该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大。
一般不适用于真核细胞的基因。
人工合成基因法：
①反转录法：以信使RNA 为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。
②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA 核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA 的脱氧核苷酸顺序。
用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。
限制酶
限制酶 DNA 连接酶
无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物基因工程基本步骤→第二步：目的基因与运载体结合→详解以及作用
作用：将外源基因送入受体细胞
用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目
的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA
分子。
基因工程基本步骤→第三步：将目的基因导入受体细胞→剩余步骤
导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。
1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。
2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。
3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间
内就能获得大量的目的基因。
基因工程基本步骤→第四步：目的基因的检测和表达→详解
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。
表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
大量的受体细胞接受不多的目的基因。
处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须
将它从中检测出来。
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达
产物。
淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
四、思维扩展
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了
什么？
人和细菌共用一套遗传密码。
也就是所有生物共用一套遗传密码。
五、基因工程的成果及发展
1、医药卫生
a、药品生产
b、基因诊断与治疗→诊断原理：DNA分子杂交原理
2、农牧业与食品工业
3、(1)环境保护：基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
(2)环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。