浙科版生物选修3基因工程
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合的。基 ②因构转结录开始后，RNA聚①合不能酶转沿录D为NA信分使子RN移A，动不，能并编以码D蛋N白A分质子。 的一条链非为编模码板区合成②RN有A调。控遗传信息表达的核苷酸序列，
在该序列中，最重要的是位于编码区
③转录完毕后，RNA链上释游的放R出NA来聚合，酶紧结接合着位R点NA。聚合酶也从 DNA模板链上脱落下来。 实用文档启动子
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3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车” （3）常用的运载体
细菌细胞质的质粒
λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。
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质粒：
质粒是染色体外能够进行自主复 制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细 菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用 来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以 外的DNA分子。
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。
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3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
质粒是基因工程最常用的运载体。 质粒是一种裸露的、结构简单、独 立于细菌染色体（即拟核DNA）之外， 并且具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。
2、真核细胞的基因结构
非编码区
编码区
非编码区
编码区上游
编码区下游
启动子
终止子
与RNA聚合酶 结合位点
外显子
内含子
真
外显子：能编码蛋白质的序列
核 外编显码子区： 内含能子够：编不码能蛋编白码蛋质白的质序的列序叫列做外显子
细
胞 内含子： 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
的 基
非编码区 有调控作用的核苷酸序列，包括位于编 码区上游的RNA聚合酶结合位点。
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一、基因工程的概念
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在 生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物 的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生物类型和 生物产品。
基因工程的别名
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
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原核细胞与真核细胞的基因结构比较
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 _连__续__的
编码区是间隔的、 不__连__续_的
都由能够编码蛋白质的_编__码__区_和具 有调控作用的非__编__码__区组成的
思 考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核
（1）运载体的作用
作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细 胞)中去。
利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进 行大量复制。（随载体的复制而复制）
（2）作为运载体必须具备的条件
能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。 具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 必需是安全的，不会对受体 细胞有害。 大小应适合，便于提取和操作
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基因，如四环素的 标记基因。质粒的存在与否对宿主 细胞生存没有决定性作用，但复制 只能在宿主细胞内成。
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（补充知识）基因的结构 1、原核细胞的基因结构
非编码区
编码区
编码区上游
启动子
非编码区 编码区下游
终止子
与原R核NA聚合编酶码区结合能位转录点相应的信使RNA，能编码蛋白质 ①细R胞NA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结
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思考题： • 要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可
产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。 • 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会 怎样呢？ 会产生相同的黏性末端。 • 是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成 重组的DNA分子了? 实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。
实质 结果
基因拼接技术或DNA重组技术
生物体外 基因
DNA分子水平 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
基因重组
定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。
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二、 DNA重组技术的基本工具 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”
ຫໍສະໝຸດ Baidu实用文档
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1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（小结） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。 （2）种类：4000种。 （3）作用：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。 （4）结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
因
结 非编码序列：包括非编码实区用文和档内含子 构
启动子与起始密码
启动子
起始密 码
位 置 DNA上基因的非编码区，位于mRNA上的开始
在编码区上游段（左 位置的密码 （转
侧）
录产物）
功 能 转录时与RNA聚合酶结 是翻译的开始，是
合 ， 对 转 录 mRNA 起 调 肽链延伸的第一个
控作用。
氨基酸的位点。
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1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 黏性末端
黏性末端
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。
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当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
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2、 DNA连接酶——“分子缝合针” E·coli DNA连接酶（黏性末端）
1、种类： T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合” 起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一 个重组的DNA分子就形成实了用文。档
3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
生物 选修3 现代生物科技专题
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目录
专题1 基因工程 专题2 细胞工程 专题3 胚胎工程 专题4 生物技术的安全性和伦理问题 专题5 生态工程
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专题1 基因工程
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基础理论和技术的发展催生了基因工程
20世纪中叶，基础理论取得了重大突破 1.DNA是遗传物质的证明 2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3.遗传密码的破译
在该序列中，最重要的是位于编码区
③转录完毕后，RNA链上释游的放R出NA来聚合，酶紧结接合着位R点NA。聚合酶也从 DNA模板链上脱落下来。 实用文档启动子
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3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车” （3）常用的运载体
细菌细胞质的质粒
λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。
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质粒：
质粒是染色体外能够进行自主复 制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细 菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用 来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以 外的DNA分子。
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。
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3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
质粒是基因工程最常用的运载体。 质粒是一种裸露的、结构简单、独 立于细菌染色体（即拟核DNA）之外， 并且具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。
2、真核细胞的基因结构
非编码区
编码区
非编码区
编码区上游
编码区下游
启动子
终止子
与RNA聚合酶 结合位点
外显子
内含子
真
外显子：能编码蛋白质的序列
核 外编显码子区： 内含能子够：编不码能蛋编白码蛋质白的质序的列序叫列做外显子
细
胞 内含子： 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
的 基
非编码区 有调控作用的核苷酸序列，包括位于编 码区上游的RNA聚合酶结合位点。
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一、基因工程的概念
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在 生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物 的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生物类型和 生物产品。
基因工程的别名
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
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原核细胞与真核细胞的基因结构比较
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 _连__续__的
编码区是间隔的、 不__连__续_的
都由能够编码蛋白质的_编__码__区_和具 有调控作用的非__编__码__区组成的
思 考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核
（1）运载体的作用
作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细 胞)中去。
利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进 行大量复制。（随载体的复制而复制）
（2）作为运载体必须具备的条件
能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。 具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 必需是安全的，不会对受体 细胞有害。 大小应适合，便于提取和操作
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基因，如四环素的 标记基因。质粒的存在与否对宿主 细胞生存没有决定性作用，但复制 只能在宿主细胞内成。
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（补充知识）基因的结构 1、原核细胞的基因结构
非编码区
编码区
编码区上游
启动子
非编码区 编码区下游
终止子
与原R核NA聚合编酶码区结合能位转录点相应的信使RNA，能编码蛋白质 ①细R胞NA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结
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思考题： • 要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可
产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。 • 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会 怎样呢？ 会产生相同的黏性末端。 • 是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成 重组的DNA分子了? 实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。
实质 结果
基因拼接技术或DNA重组技术
生物体外 基因
DNA分子水平 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
基因重组
定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。
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二、 DNA重组技术的基本工具 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”
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1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（小结） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。 （2）种类：4000种。 （3）作用：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。 （4）结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
因
结 非编码序列：包括非编码实区用文和档内含子 构
启动子与起始密码
启动子
起始密 码
位 置 DNA上基因的非编码区，位于mRNA上的开始
在编码区上游段（左 位置的密码 （转
侧）
录产物）
功 能 转录时与RNA聚合酶结 是翻译的开始，是
合 ， 对 转 录 mRNA 起 调 肽链延伸的第一个
控作用。
氨基酸的位点。
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1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 黏性末端
黏性末端
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。
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当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
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2、 DNA连接酶——“分子缝合针” E·coli DNA连接酶（黏性末端）
1、种类： T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合” 起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一 个重组的DNA分子就形成实了用文。档
3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
生物 选修3 现代生物科技专题
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专题1 基因工程 专题2 细胞工程 专题3 胚胎工程 专题4 生物技术的安全性和伦理问题 专题5 生态工程
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专题1 基因工程
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基础理论和技术的发展催生了基因工程
20世纪中叶，基础理论取得了重大突破 1.DNA是遗传物质的证明 2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3.遗传密码的破译