山东大学《遗传学》课件-第11章遗传的分子基础

2026/10/29遗传学山东大学第十一章遗传的分子基础第一节遗传物质是DNA（或RNA）第二节DNA的分子结构与复制第三节DNA与蛋白质合成第四节基因的本质第五节遗传工程第一节遗传物质是DNA（或RNA）染色体的化学成分：DNA、蛋白质（组蛋白和非组蛋白）、RNA。DNA是遗传物质的间接证据DNA是遗传物质的直接证据DNA是遗传物质的间接证据P761、DNA通常只在核中的染色体上找到（但线粒体和叶绿体中也存在）。2、同一物种的每个细胞核的DNA含量基本相同，而且精子的DNA含量正好是体细胞的一半。3、同一物种的体细胞核的DNA的质和量都是恒定的。4、各类生物中，能改变DNA结构的化学物质都可引起突变。DNA是遗传物质的直接证据1、噬菌体的感染2、烟草花叶病病毒的重建3、肺炎球菌的转化1.噬菌体的感染背景知识噬菌体侵染与繁殖基本过程：T2噬菌体浸染大肠杆菌后，遗传物质进入细菌细胞；利用大肠杆菌的遗传复制系统复制噬菌体遗传物质；利用大肠杆菌的遗传信息表达系统合成噬菌体组件；最后组装形成完整的T2噬菌体。因此只要弄清侵染时进入细菌的是噬菌体的哪一部分，就可能证明哪种物质是遗传信息的载体。另外：P是DNA的组成部分，但不存在于蛋白质中；S存在于蛋白质中，但DNA中没有。1.噬菌体的感染

因为噬菌体由DNA+蛋白质外壳构成，而P只存在于DNA分子，S只存在蛋白质中。Hershey和Chase（1952）设计实验：第一步：把宿主细菌培养在含有35S（或32P）培养基中，然后用T2噬菌体去感染，结果获得的子代噬菌体被标上35S或32P。第二步：标记了的噬菌体去感染未标记的细菌，再测定宿主的细胞的同位素标记，结果：35S标记的噬菌体感染时，宿主细胞内很少有同位素标记。32P标记的噬菌体感染时，宿主细胞内很多有同位素标记。Hershey和Chase的实验(p79)试验结果表明：主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体；

结论：DNA才是(噬菌体的)遗传物质2.烟草花叶病毒重建TMV病毒由RNA+蛋白质外壳构成。TMV在水和苯酚中震荡，把RNA和蛋白质分开，然后用病毒的RNA和蛋白质分别去感染烟草，结果病毒的蛋白质不能感染烟草。而RNA能感染，但效率较低。烟草花叶病毒的重建烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质构成的管状微粒：中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳。1.拆分感染试验：将TMV的RNA与蛋白质分离、提纯；分别接种烟叶，发现RNA能使烟叶致病，而蛋白质不能；用RNA酶处理RNA后接种烟叶也不能致病，表明RNA可能就是TMV的遗传物质。重组合试验Frankel-Conrat,Singer(1956)进行了图示试验：综上所述：到上世纪中期，多方面证据都直接或间接地表明DNA是主要的遗传物质，而在缺乏DNA的某些病毒中RNA就是遗传物质。3.肺炎球菌的转化肺炎球菌光滑型（S）菌株，能引起疾病。粗糙型（R）菌株，不致病。

Griffith（1928）实验：热杀死S型+活的R型同时注射到小鼠中，则小鼠死亡，而分别用热杀死S型或R型注射，则不致病，说明S型中有一种物质能够进入R型，引起R型遗传变异。Avery实验：把S型细菌的各个部分（DNA，蛋白质，荚膜物质）分离出来，分别与R型混合培养，发现只有DNA能使R型菌变成S型。第二节DNA的分子结构与复制两种核酸和它们的分布DNA的化学结构DNA的模型双链DNA的不同构型DNA的变性和复性DNA的复制碱基糖磷酸在高等动植物分布DNA嘌呤（腺嘌呤A；鸟嘌呤G）嘧啶（胞嘧啶C；胸腺嘧啶T）脱氧核糖磷酸染色体；叶绿体；线粒体RNA嘌呤（腺嘌呤A；鸟嘌呤G）嘧啶（胞嘧啶C；尿嘧啶U）核糖磷酸细胞核（核仁，染色体）；细胞质。两种核酸和它们的分布化学成分见P86表11-3。分布：大部分DNA在染色体上，少量在细胞质上，RNA在细胞质和核均有，而核内大部分是在核仁上。两种核酸和它们的分布早期对核酸化学性质的研究虽然上世纪中才认识到DNA的生物学功能，核酸研究却已有一百多年历史：F.Mischer(1869)从外科绷带上脓细胞核中分离出一种不同于蛋白质的物质，含磷量高、并具有很强的酸性。他将这种物质称核质(nuclein)；A.Kossel(1879)发现酵母等核质具有A、G、T、C四种碱基；R.Altamm(1889)将核素命名为核酸(nucleicacid)。Kossel(1901)又发现核酸中具有碳水化合物(糖)；P.A.T.Levene(1909)研究表明：酵母核酸含有五碳糖—核糖；Fisher(1914)人工合成核苷酸；P.A.T.Levene(1929)又发现动物胸腺细胞核酸含有脱氧核糖.Levene将前者命名为核糖核酸(RNA)，后者命名为脱氧核糖核酸(DNA)。并指出动、植物中均存在这两种核酸。DNA的化学结构见P88图11-8关于碱基的种类、分子式、核苷酸的种类、结构等内容在生物化学中已经讨论。在此谈三个关于核酸一级结构的内容：(一)“四核苷酸”假说；(二)查伽夫定则及其意义；(三)核苷酸序列及其测定。“四核苷酸”假说P.A.T.Levene(1930)提出“四核苷酸”假说，认为：核苷酸是核酸的基本组成单位；核酸是“磷酸—核糖(碱基)—磷酸”的核苷多聚体。四核苷酸假说奠定了核酸化学基础。但同时认为：核酸多聚体是由“四核苷酸结构”重复形成；每个四核苷酸结构包含四种碱基各一个；所以事实上认为在任何DNA中，四种碱基是等量的，DNA是四核苷酸结构的简单重复。这种观念影响了人们对核酸生物学功能的进一步认识。查伽夫定则及其意义E.Chargaff于1946-1950年根据纸层析、离子交换层析和紫外分光光度试验结果提出查伽夫定则：四种碱基的数量不是等量的；同一物种DNA碱基组成不变，而物种间则有很大不同；嘌呤碱基总量与嘧啶碱基的总量(克分子总量)相等(A+G=T+C)，且A=T、G=C。核苷酸序列及其测定查伽夫定则表明：核酸并不是四核苷酸结构的简单重复，核酸的碱基序列信息可能具有重要意义。以后的研究表明：碱基序列正是核酸生物学功能的基础，是遗传信息的内在形式。DNA及RNA分子序列分析技术也是最重要的分子遗传学研究技术：Sanger双脱氧法；Maxam&Gillbert化学法；基于化学法的DNA序列自动分析仪已成为常规实验设备。DNA的模型鲍林研究小组威尔金斯、富兰克林研究小组沃生、克里克研究小组DNA分子结构的研究在“四核苷酸结构”理论的误导下，人们普遍认为核酸的组成、结构简单，可能不具有重要功能，一度忽略了对核酸的研究。上世纪中期，众多研究表明：核酸是遗传信息的载体，显然DNA的结构研究是进一步研究其功能和作用方式的基础。也由此激发了科学家从事核酸结构研究的兴趣，当时进行DNA结构研究的科学家很多，最重要有：1.鲍林研究小组主要工作：鲍林(Pauling)等1951年(提出蛋白质α-螺旋模型后)开始研究DNA分子结构。根据阿斯伯利Astbury等1938年获得的DNA分子晶体X射线衍射图像(显示DNA分子晶体呈螺旋结构)进行研究。提出DNA分子三链螺旋结构模型：引入多链、螺旋和氢链等概念。评价：虽然他们提出的模型并不正确，但是其研究方向和所采用的方法却为DNA分子结构模型研究确立了方向。注：1954年鲍林因研究物质聚合力而获得诺贝尔化学奖。2.威尔金斯、富兰克林研究小组主要工作成就：Wilkins和Franklin改进了DNA分子晶体X射线衍射图谱技术；于1951年获得了更为清晰的图像；结果表明：碱基位于螺旋内侧而磷酸基团在外侧，同时测得了DNA螺旋的直径和螺距。3.沃生、克里克研究小组Waston、Crick(1951-1953)：研究手段非常简单：用纸板等做磷酸、核糖和碱基模型，拼凑DNA分子的三维结构。理论知识深厚、富于创造性；视野广阔、收集信息全面并善于分析利用。主要基于Chargaff、Pauling和Wilkins等三个方研究成果，Waston和Crick于1953年提出了他们的第三个DNA双螺旋结构模型。现在人们公认这是分子遗传学建立的标志。为此Waston，Crick和Wilkins于1962年获得了诺贝尔生理学及医学奖。DNA分子双螺旋结构模型要点(p89)2.DNA双螺旋结构模型的意义DNA双螺旋模型结构同时表明：DNA复制的明显方式——半保留复制。Waston和Crick在1953年就指出：DNA可以按碱基互补配对原则进行半保留复制。而在此之前对复制方式人们对一无所知。基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：DNA核苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序；DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传密码(geneticcode)，将核苷酸序列译成蛋白质氨基酸顺序。在其后的几十年中，科学家们沿着这两条途径前进，探明了DNA复制、遗传信息表达与中心法则等内容。双链DNA的不同构型⑴B-DNA：右旋。⑵A-DNA：左旋。⑶Z-DNA：Z字形。DNA的变性和复性DNA变性：将双链DNA在中性盐溶液中加热，DNA分子的共价键不受影响，而互补碱基对间的氢键则被打开，从而使两条多核苷酸链分成两条单链。DNA复性（退火）：变性后成为单链的DNA，在适当的条件下又能回复成为双链DNA。DNA的复制1、Watson-Crick模型中双链的互补性是复制方式的基础。半保留复制：DNA复制时，每个分子都以它自己为模板。2、DNA的酶促合成。三磷酸脱氧核苷、DNA聚合酶、Mg+、少量DNA引物（作为：合成反应的起始点；新合成DNA的模板；）。3、关于复制半保留性的实验。4、高等生物中染色体的复制。5、由发射自显影看DNA复制。6、复制的起点与复制子7、DNA聚合酶8、DNA链的延长第三节DNA与蛋白质合成性状和蛋白质蛋白质的结构和组成DNA的功能RNA分子的结构信使RNAmRNA在转录后的加工遗传密码核糖体转运RNA密码子与反密码子的对合方式氨基酰-tRNA合成酶蛋白质的生物合成真核类细胞中蛋白质在转译后的修饰中心法则和它的发展性状和蛋白质蛋白质分类（按功能分）：1、酶2、运载蛋白质3、作为结构单位的蛋白质4、激素5、抗体6、受体蛋白质的结构和组成

蛋白质由20多种氨基酸组成。一级结构：二级结构：三级结构：DNA的功能自体催化：DNA分子以自己为模板，半保留复制，由一个分子成为两个相同的分子。异体催化：DNA把遗传信息转录给RNA，然后翻译成蛋白质。RNA分子的结构：

单链、核糖、尿嘧啶信使RNA：传达DNA遗传信息的RNA。转录：以DNA为模板，根据互补方式，合成RNA，把DNA上所带的遗传信息，传给RNA。mRNA在转录后的加工

mRNA前体的加工包括四个过程：1、mRNA的5/端加上一个7-甲基鸟苷作为帽子。2、在mRNA前体的3/端加上一条具有150-200个腺苷酸的序列（多聚）。3、在mRNA帽子的5/末端，一般有2-3个核苷酸被甲基化。4、初级RNA转录物中，相当一部分被切除，然后留下来的区段连接起来。间隔顺序（内显子）：编码顺序（外显子）：遗传密码UAA、UAG、UGA：无义密码子（即终止）。AUG、GUG：起始密码子，均作甲酰甲硫氨酸。遗传密码的基本特性：三联性；非重叠性；连续性；简并性；有序性；通用性。核糖体（rRNA）在蛋白质合成时，核糖体沿mRNA的长度上运行，方向5，→3，。当核糖体到达基因的碱基顺序的末尾时，多肽完成核糖体解离，进入下一次循环。转运RNA（tRNA）tRNA4个主要环的功能：⑴反密码子环：与mRNA上相应的密码子对合。⑵氨基酸臂：所有tRNA的3,端都以CCA-OH结尾，-OH可与氨基酸形成酯键。⑶双氢尿苷环：与识别特定氨酰基-tRNA合成酶有关。⑷TψC环：参与跟核糖体的结合。⑸额外环：功能不明。密码子与反密码子的对合方式tRNA种类很多，按一定规则与mRNA密码子对合，从而译成特定的氨基酸。但与同一氨基酸对合的tRNA中，双密码子可以不同。氨基酰-tRNA合成酶作用：⑴把氨基酸附着到ATP，使氨基酸激活。⑵把激活了的氨基酸转移到tRNA上。氨基酸+ATP+tRNA→AMP+氨基酸-tRNA+PPi蛋白质的生物合成P130页图真核类细胞中蛋白质在转译后的修饰中心法则和它的发展⑴DNA链上的核苷酸有一定的顺序，这顺序就是遗传信息。⑵DNA双链拆开，以每条单链为模版，按照核苷酸互补原则，合成新的互补链，这是DNA的复制。⑶以DNA双链中的一条为模版，互补的合成mRNA，这是转录。然后以3个核苷酸决定一个氨基酸的方式，根据mRNA的核苷酸顺序合成多肽，这是转译。中心法则和它的发展中心法则(centraldogma)阐述生物世代、个体以及从遗传物质到性状的遗传信息流向，即遗传信息在遗传物质复制、性状表现过程中的信息流向。最初由Crick提出，并经过了多次修正。中心法则和它的发展反转录(逆转录)：反转录酶；cDNA。RNA的自我复制。DNA指导蛋白质合成。第四节基因的本质基因和DNACot曲线和重复顺序生化突变型与一基因一酶说人的先天代谢缺陷基因的精细结构近代的基因概念基因与DNA一般认为：一条染色体只含一条DNA双螺旋，若染色体已分裂为两条染色单体，则每一单体含有一条DNA链。在一条DNA链上，从密码子ATG开始到终止密码子为止的连续核苷酸密码称为通读框。细菌、病毒等的阅读框是连续的，其中核苷酸顺序都转译为蛋白质；但在真核类中，几乎所有的基因内部都含有不转译的部分，在转录为初级RNA转录物时，这一部分序列被切除，从而不转录为蛋白质。基因的转译部分为外显子（exon或extron），不转译部分为内含子（intron或interveningsequence插顺序）。真核类基因的编码顺序由若干非编码区域隔开，便阅读框不连续，这种基因称为隔裂基因（splitgene）重叠基因：一种蛋白质的编码顺序内可以存在着另一种蛋白质的遗传信息。因此基因在染色体上可能有重叠，甚至一个基因完全存在于另一个基因内部。重复基因：指在染色体组上存在多份拷贝的基因。重复基因往往是生命活动中最基本、最重要的功能相关的基因。例：rRNA、tRNA和组蛋白基因等。Cot曲线和重复顺序Cot曲线：以未复性的单链百分数为纵轴，初始浓度（Co）×时间（t）为横轴，作成的Cot复性曲线。它可以用来估计重复顺序和单拷贝顺序的相对比例。复性速度：重复顺序＞低（例单拷贝）；反应中DNA初始浓度高＞低。生化突变型与一基因一酶说基因突变→酶（不能形成或活性改变）→个体的生理生化过程改变，发现生化突变型。根据现代分子生物科学的发展，“一基因一酶”学说已经被否定。人的先天代谢缺陷（自学）基因的精细结构“念珠学说”：基因是结构单位，不能由交换分开。基因是突变单位。基因是作用单位，能产生一种特定的表型效应。染色体是基因的载体。基因的精细结构根据基因的原初功能可以将基因分为：1.编码蛋白质的基因，即有翻译产物的基因。如结构蛋白、酶等结构基因和产生调节蛋白的调节基因。2.没有翻译产物，不产生蛋白质的基因。转录产物RNA不翻译，如编码tRNA、rRNA。3.不转录的DNA区段。如启动基因、操纵基因。启动基因是转录时RNA多聚酶与DNA结合的部位。操纵基因是阻遏蛋白、激活蛋白与DNA结合的部位。近代的基因概念现代基因概念:基因是DNA分子上带有遗传信息的特定核苷酸序列区段。基因由重组子、突变子序列构成的。重组子是DNA重组的最小可交换单位；不能由重组分开的基本单位。突变子是产生突变的最小单位；重组子和突变子都是一个核苷酸对或碱基对(bp)。基因可以包含多个功能单位(顺反子)，一个基因是一个顺反子，可以分成许多突变子和重组子。突变子：改变后可以产生突变型表型的最小单位。第五节遗传工程限制性内切酶目的基因的分离和制备重组DNA技术的应用遗传工程概述遗传研究要阐明遗传与变异的现象和基本规律，探索遗传与变异的原因及其物质基础。在此基础上：解释、研究生物进化的原因、过程和规律(遗传与进化)。改善动、植物和微生物的遗传特性——按照人类的意愿，创造、培育各种生物的新类型、新品种的人工进化过程(育种学)。育种工作的理论和技术水平在很大程度上取决于遗传学所取得的成就。讫今为止，动、植物育种的绝大部分成就都是以经典遗传、细胞遗传和数量遗传理论为基础所取得的。六、七十年代的绿色革命；育种工作面临的问题。遗传工程概述(一)、遗传工程的基础人类对自然改造的能力取决于对自然规律的认识水平。分子遗传、生物化学及分子生物学、细胞生物学的理论和技术发展使生物遗传操作的能力正在不断提高。遗传工程的理论与技术基础主要来自于：1.分子遗传学的理论；2.生物化学及分子生物学的成就；3.细胞生物学理论和技术。遗传工程的含义生物技术生物工程：遗传工程；蛋白质工程、酶工程；微生物工程；……遗传工程：在分子遗传理论、技术的基础上，通过工程设计与施工方式，从细胞、分子水平改造生物遗传特性。作为一个综合性的技术群体系，广义的遗传工程包含许多相关的组成部分，其主要的部分有三个：1.染色体工程；2.细胞工程；3.基因工程。狭义的遗传工程指的是基因工程。遗传工程：也称为重组DNA技术，70年代兴起的，即将在体外将不同来源的DNA进行剪切和重组，形成嵌镶DNA分子，然后将之导入宿主细胞，使之扩增表达，从而使宿主细胞获得新的遗传特性，形成新的基因产物。遗传工程的3个基因步骤：⑴从合适材料分离或制备目的基因或特定的DNA片段。⑵目的基因或DNA片段与载体连接，作成重组DNA分子。⑶重组DNA分子引入宿主细胞，在其中扩增和表达。基因工程基因工程是遗传工程，以至生物工程的核心内容和最前沿技术，最集中地体现了现代生物学理论和技术成就。限制性内切酶和载体是基因工程的众多理论与技术基础中最重要的基石。基因工程的基本步骤可以概括为：目的基因的获得(基因克隆)；目的基因与载体连接(DNA分子重组)；重组DNA分子导入受体；转化子的筛选、鉴定。限制性内切酶见P167图11-60。限制酶：能识别DNA的特定碱基序列，并把DNA链在特定位点切断。①限制酶识别的碱基顺序（4~7碱基，视酶种类而定。②这些碱基表现为二回转对称性。③切断点：平切类型；错切类型。④酶的名称：能识别特定的碱基顺序，在特定部位将碱基甲基化，从而不受限制酶的作用。在细胞内，限制酶与修饰酶常以成对方式存在，易受限制酶作用的部位常预先受修饰酶修饰，防止细胞自身DNA被自己的限制酶切断，而外源DNA则不受这样的修饰，说明限制酶有保护作用，排除外来的DNA进入细胞内。同裂酶：从不同细菌来的限制酶识别同一顺序。限制性内切酶与DNA连接酶细菌细胞内特异性降解外源(异源)核酸分子的核酸酶。其作用特点是：特异性降解异源DNA分子(甲基化修饰差异)；I类限制酶随机切割双链DNA分子，II类限制酶识别、切割特殊的回文(对称)序列；II类限制酶交错切割DNA双链，产生粘性单链末端。来源不同、具有相同粘性末端DNA片段在DNA连接酶的作用下可准确连接形成重组DNA分子。通常使用来自T4噬菌体DNA连接酶。重组DNA技术是基因工程最核心的技术，贯穿于整个基因工程各个步骤中。载体(vector)用于承载、克隆、转移目的基因(DNA片段)，能自我复制的DNA分子。在基因克隆时：将目的片段转移到宿主细胞中进行复制克隆——克隆载体；在基因导入受体时：将目的片段转移到受体细胞中并进行使之表达——转化载体或表达载体。常用基因工程载体有：细菌质粒(克隆)；λ噬菌体(克隆)；柯斯质粒(克隆)；穿梭质粒(克隆/表达)；细菌人工染色体(克隆/表达)；酵母人工染色体(克隆/表达)；Ti质粒及其衍生载体(转化)。目的基因的分离和制备⑴基因的人工合成：一般只用于合成小片段DNA，目前已不多用。⑵基因分离：①单链酶法：因为G≡C含量丰富的DNA，稳定性较T=A含量丰富的DNA高，所以可以在合适的热变性条件下，T=A含量高的区段可局部打开，形成单链，这时可用专门降解单链的SI核酸处理，仅保留G≡C含量高的双链部分，再通过CSCL梯度密度离心，即获得G≡C含量高的基因。②反向转录法：有些细胞执行特定功能，例胰岛→胰岛素；红细胞富于Hb等。这类特化细胞含有制造特定的蛋白质的大量mRNA，所以这类细胞制备mRNA较容易。具体方法：Ⅰ、通过含有寡dt柱后，把mRNA与其它mRNA分开（因为mRNA的3’端含有多聚A）。mRNA→cDNA→除去RNA链，cDNA3’端折叠，在分子内部形成双链→完整DNA双链，折转部分及留下来的单链部分，用SI核酸酶切除。注意：上述方法制备的丢失了DNA的内含子部分、启动区、终止区等。③重组DNA技术与目的基因的制备基本步骤：目的基因与载体连结，形成重组DNA分子，导入宿主细胞内扩增，取得大量所需的基因。重组DNA技术中用的载体主要有：质粒和噬菌体。实验常用经过改造的质粒，例：具有选择性遗传标记，特定的酶切位点，抗生素耐性等。方法为：限制酶切割质粒→目的DNA片段插入→环形，重组DNA分子。见图11-64转化：细菌能通过其细胞膜摄取周围供体的DNA片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。重组DNA分子导入宿主途径有：病毒（载体）通过感染导入宿主。纯化DNA（例质粒DNA）通过转化或转染吸附到宿主细胞。目的基因的获得基因工程最主要的特点是其定向性，也就是对特定的基因进行操作。因此分离目的基因并获得足够的拷贝数(基因克隆)是基因工程及相关研究工作的前提。1.基因库构建与目的基因分离；2.PCR扩增、克隆基因；3.化学法合成基因。获得目的基因后可进行的研究还包括：序列分析、结构分析、表达机制以及表达机制研究。④从基因组文库筛查目的基因基因文库：把某种生物的基因组DNA切成适当大小，分别与载体组合，导入微生物细胞，形成克隆（clone）。汇集这些克隆，应包含基因组中的各种DNA顺序，每种顺序至少有一份代表。这样的克隆片段的总汇，称为基因组文库。从基因组文库中选出含有目的基因的克隆常用噬菌斑杂交法。具体方法为：Ⅰ、带有重组载体的细菌接种在平板上，形成菌斑。Ⅱ、噬菌斑DNA影印在薄膜上，置于碱溶液中使DNA变性→80℃真空干燥，单链DNA附着于膜上，此膜置于含有同位素标记的单链核酸（探针）溶液中温育，此探针与目的基因互补。Ⅲ、杂交后，洗去过剩探针，用放射自显影法来检测膜上那一部分与探针杂交，即知道培养皿上哪一位置的菌斑带有要检出的DNA。克隆(clone)的含义名词(pl.clones)：克隆、无性(繁殖)系。生物个体、细胞的无性繁殖系；同一基因或DNA片段的多份拷贝。动词(cloning)：克隆。细胞克隆：从单个细胞产生一组具有同样遗传组成的细胞；分子克隆：获得单个基因/DNA片段多份拷贝。常用的方法有①将带有目的片段的重组DNA分子导入到特定宿主细胞中，利宿主细胞DNA复制系统进行复制；②利用DNA聚合酶在无细胞系统中复制(PCR,聚合酶链式反应)。基因库构建与目的基因分离基因库(基因文库)：包含特定基因组所有基因、DNA区段的全部分子克隆的集合体。根据分子克隆中所含核酸片段的类型，基因库可分为：核基因库、染色体库、cDNA库和线粒体库等。构建基因库的基本过程以及从基因库中筛选含目的基因克隆(亚克隆)的方法教材上有简要的描述，本课程仅作为初步了解。分子克隆实验指南(分子生物学与基因工程研究作者的圣经)中译本有一千多页。转基因受体转基因受体的种类和特性对目的基因导入、导入后筛选、受体的再生等都有很大的影响。植物基因工程常用受体包括：组织、器官、悬浮培养细胞、未成熟胚、合子以及原生质体等。可分别通过器官发生、胚状体或直接发育而获得转基因植株。动物基因工程受体主要有两类。一类是受精卵或早期胚胎。可以发育形成动物个体(转基因动物)。许多研究发现转基因动