DNA重组体是指

专题1 基因工程基因工程是指按照人 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，赋予生物以新的 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。由于基因工程 是在 DNA 分子水平上进 行设计和施工的，因 此又叫做DNA重组技术。

能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？

胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只 能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低 成本高。 而微生物生长迅速，容易控制。于是科学 家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生 物体内，并得以表达，就不仅能解决产量 问题，还能大大降低生产成本，使药品价 格大幅下降。 能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？

这些定向改造生物的设想能 实现么？ 经过多年的努力，科学家 终于在20世纪70年代创立了 可以定向改造生物的新技术

——基因工程

一、基因工程的概念：优点： 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通 俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物 定向地改造生物的遗传性状； 的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育 放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物 出生物新品种 的遗传性状。原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程

一、重组DNA技术相关概念 重组 技术相关概念DNA克隆： 应用酶学的方法， DNA 克隆：应用酶学的方法 ， 在体外将各种来源的 克隆 遗传物质(同源的或异源的、原核的或真核的、 遗传物质(同源的或异源的、原核的或真核的、天 然的或人工的DNA 与载体DNA DNA) DNA接合成一具有自我复 然的或人工的DNA)与载体DNA接合成一具有自我复 制能力的DNA 分子—— 复制子(replicon) DNA分子 ——复制子 (replicon), 制能力的 DNA 分子 —— 复制子 (replicon) , 继而通 过转化或转染宿主细胞， 过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转 化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子， DNA分子 化子细胞 ， 再进行扩增提取获得大量同一 DNA 分子 ， 也称基因克隆或重组DNA 也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA) 。

基因工程(genetic engineering) —— 基因工程 实现基因克隆所用的方法及相关的工作 称基因工程，又称重组 工艺学。 称基因工程，又称重组DNA工艺学。 工艺学

(二)工具酶限制性核酸内切酶 DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅰ 聚合酶 逆转

DNA重组技术的基本工具

一、选择题

1．关于限制酶的说法中，正确的是( ) A．限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B．EcoRI切割的是G—A之间的氢键

C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中

2．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。

下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？( )

A．BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT— B．BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC— C．EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT— D．BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—

3．下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是( ) A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键

B．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖 C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖 D．同一种DN

DNA重组技术的基本工具

一、选择题

1．关于限制酶的说法中，正确的是( ) A．限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B．EcoRI切割的是G—A之间的氢键

C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中

2．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。

下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？( )

A．BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT— B．BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC— C．EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT— D．BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—

3．下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是( ) A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键

B．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖 C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖 D．同一种DN

重组DNA技术与基因工程1 2 3 4 5 6 重组DNA技术与基因工程的基本概念 重组DNA技术所需的基本条件 重组DNA技术的操作过程

目的基因的克隆与基因文库的构建外源基因在大肠杆菌中的表达 外源基因在酵母中的表达

5 外源基因在大肠杆菌中的表达A 大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征大肠杆菌表达外源基因的优势全基因组测序，共有4405个开放阅读框架 基因克隆表达系统成熟完善 繁殖迅速、培养简单、操作方便、遗传稳定

被美国FDA批准为安全的基因工程受体生物

5 外源基因在大肠杆菌中的表达A 大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征大肠杆菌表达外源基因的劣势缺乏对真核生物蛋白质的复性功能 缺乏对真核生物蛋白质的修饰加工系统 内源性蛋白酶降解空间构象不正确的异源蛋白

细胞周质内含有种类繁多的内毒素

5 外源基因在大肠杆菌中的表达B 外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理启动子 终止子

核糖体结合位点密码子 质粒拷贝数

启动子 启动子最佳距离的探测A

目的基因 E E

启动子

目的基因 E E

A 酶切开

Bal31酶解

启动子 启动子的筛选采用鸟枪法战略，将合适大小的DNA片段

克隆到启动子探针质粒pKO1上。 受体细胞染色体DNA上的galE、galT与质粒上报告基因galk

dna的损伤及修复

DNA损伤与修复 第五章 DNA损伤与修复 DNA damage and repair

dna的损伤及修复

第一节 DNA损伤的原因及后果 损伤的原因及后果

复制错误 电离辐射 烷化剂核苷类似物可 见 光mC

H+

P/ P

8-oxoG

U

dna的损伤及修复

DNA 损伤类型 细胞内源性损伤因素 DNA 复制错误； 复制错误； 自发损伤(碱基互变异构、碱基脱氨( 自发损伤(碱基互变异构、碱基脱氨(C-U,A-I) , ) 及碱基丢失等) 及碱基丢失等) 环境中的损伤因素 辐射(紫外线、 射线和电离辐射 射线和电离辐射); 辐射(紫外线、X射线和电离辐射); 化学致癌物(氧化脱氨， 化学致癌物(氧化脱氨，烷化剂或代谢活化物如 苯并芘、黄曲霉素等产生碱基加合物) 苯并芘、黄曲霉素等产生碱基加合物)

dna的损伤及修复

DNA 损伤类型(细分) 损伤类型(细分) 碱基脱落 碱基修饰 & 去氨基化 化学修饰 光损伤 链内交联 DNA-蛋白质 交联 DNA链断裂 DNA 重组

dna的损伤及修复

缺失碱基位点

dna的损伤及修复

化学损伤甲基化

氧化损伤

dna的损伤及修复

DNA受到大剂量紫外线照射时，形成二聚体 受到大剂量

第一章DNA重组技术讨论4个问题：??1.什么是基因工程——基因工程的概念。2.为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。（包括3大理论和3大技术准备）?3.怎样进行基因工程——3大步骤（DNA体外重组，重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达，基因工程后处理）4.基因工程的应用和前景——对于医学来说即生产基因工程产品、开展基因治疗等。?第一节概

一.现代科学技术发展的特点

述

（一）科学技术加速发展和急剧变革

1.当代科学发展成指数增长趋势，全世界发表科技论文6000－8000/天，平均1篇/10.8秒问世。

2.人类科技知识在19世纪半衰期是50年，现在是3－5年（终身

教育学习）。

3.1973年，Cohen Group第一次实现了细菌遗传性状的转移terr+nersr→terrner，导致基因工程技术诞生，至今不到30年，人类

已经拥有了克隆羊、猪等等的技术，可以复制一个生命体。（克隆羊多利1997－2003，体细胞克隆，胚胎细胞克隆）

tetrnerPsclolRb-3srtetrnertetrOnertetrnerCohen Group第一次实现了细菌遗传性状转移示意图

一.现代科学技术发展的特点

(二)科学技术发展的综合化

1.19世纪中叶，科学和技术是

实验报告

题目:单元三:重组DNA在大肠杆菌中的诱导表达

指导老师:邓庆丽

日期:2013/10/31-201311/1

一．实验目的：

(1)了解和掌握IPTG诱导表达的原理和操作方法。 (2)了解降解物阻遏的现象及其机理。 二．实验原理：

本实验使用的是载体是已重组好的 pGFPuv ，宿主细胞为大肠杆菌，目的基因的产物为融合蛋白，目的蛋白为绿色荧光蛋白GFP，非目的蛋白即融合部分为标签6×His，用于单元

四的亲和层析分析。

本实验采用的启动子为可调控的强启动子乳糖操纵子lac。 操纵子是原核基因表达的协调单位。通常由2个以上功能相关的结构基因以及一些调节序列（如启动子序列、操纵序列等）组成。乳糖操纵子由三个结构基因Z、Y、A和操纵序列、启动子、CAP结合位点等调节序列组成，如下图1所示：

乳糖操纵子的调节包括诱导效应和降解物阻遏效应。 (1)诱导表达

当没有乳糖存在时，调节基因lacI表达，转录的mRNA翻译成阻遏蛋白。阻遏蛋白与操纵序列lacO结合，阻碍了结合在旁边启动子的RNA聚合酶向前移动，使目的基因（本实验中的绿色荧光蛋白基因GFP）不能转录，也就不能翻译出蛋白质。也就是说，当没有乳糖存在时，乳糖操纵子处

圆学子梦想铸金字品牌

DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段练习

(40分钟 100分)

一、基础全面练(共9小题，每小题5分，共45分)

1.某生物体内的嘌呤碱基占总数的44%，嘧啶碱基占总数的56%，该生物不可能是( )

A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒 C.大肠杆菌 D.酵母菌和人 2.关于核酸生物合成的叙述，错误的是( ) A.DNA的复制需要消耗能量 B.RNA分子可作为DNA合成的模板 C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期

3.已知DNA分子中，碱基对A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键；在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个。因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为( ) A.200和400个 B.44个和510个 C.2个和400个 D.2个和510个

4.让细菌在含15N的培养基中繁殖数代，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，图中①～⑤为可能的结果。下列叙述错误的是( )

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债务相互抵销是指什么?

债务相互抵销，指当事人互负到期债务，又互享债权，以自己的债权充抵对方的债权，使自己的债务与对方的债务在等额内消灭。比如，乙在合同约定的还款日期，应支付给甲十万元人民币货款，与此同时甲也欠乙十万元人民币，并已到清偿日期，此时，乙可以向甲表明，自己不偿还甲的十万元债务，甲也不必偿还欠乙的十万元债务。两相抵销，互不相欠。

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