生物必修二第六章

从杂交育种到基因工程

杂交育种获得隐性纯合子需要用3年时间，显性纯合子需要用4年；不都需要连续自交：动

基因突变具有不定向性和随机性，导致诱变育种具有盲目性，需处理大量的实验材料。缩短育种时间：单倍体育种

微生物——诱变育种；有性生殖的生物——杂交育种。 ※ 微生物育种的典型成功事例——青霉素的新菌种

基因工程及其应用

基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术）按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。

基因工程中，基因仍具有独立性和完整性，基因的结构没有发生变化，属于基因重组。

功能：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，这种能被特异性识别的切割部分都具有回文序列，断裂磷酸二酯键，酶具有专一性，在核酸的特定位点切断。

作用特点：①切断外源DNA，对自身的DNA不起作用，达到保护自身的目的。

②专一性：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部

位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，不是碱基之间的氢键。

作用方式：错位切和平切。错位切在中心轴线两侧将DNA切开，产生两个相同的粘性末端。作用结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——粘性末端和平行端。

目的基因含有2个粘性末端，经限制酶处理产生4个粘性末端。

“基因针线”——DNA连接酶

作用：两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，然后靠DNA连接酶将切下来的DNA片段缝隙缝合起来。

连接位置：DNA骨架上脱氧核糖和磷酸之间的切口

连接结果：使目的基因与载体连接重组DNA

DNA连接酶和DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶是在DNA分子复制时依据模板链将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸的片段的末端，通过形成磷酸二酯键逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链；DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，修复DNA片段间单链上的缺口，形成磷酸二酯键。（判断依据：①作用的对象不同②是否需要模板链）

“基因运输载体”

作用：将外源基因送入受体细胞中的运输工具，并在受体细胞内使目的基因进行大量复制。需要具备的条件：

①能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制，分子量小。

②具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接，限制酶识别序列。

③ 具有标记基因，便于进行筛选含有目的基因的受体细胞。 ④ 能够进行自我复制

载体的种类：质粒（能自主复制的环状DNA 分子，存在于多种细菌及酵母菌等生物中，质粒不仅存在于原核生物中），噬菌体和动植物病毒等等。

基因工程的操作步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。

用同种限制酶切割目的基因和质粒，产生相同的粘性末端。

外源DNA 能在异种生物体内表达出相同的蛋白质，是因为生物体内基因的传递与表达均遵循“中心法则”且所有生物共用一套遗传密码。

基因工程的应用：基因工程与作物育种、基因工程与药物研制、基因工程用于环境保护。

重组的

DNA 分子

游离于染色体组的质粒 整合到染色体上

目的基因是否进

入的判断依据

转录mRNA 翻译蛋白质

控制性状