基因工程的基本原理和技術(shù)

1.1DNA重組技術(shù)的基本工具專題一基因工程基因工程基因工程又叫做DNA重組技術(shù)，或基因拼接技術(shù)。是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。對(duì)基因工程概念的理解：基因工程別名：操作對(duì)象：操作環(huán)境：原理：操作水平：目的：DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)體外基因重組DNA分子水平基因定向地改造生物的遺傳特性(1)來(lái)源：(2)特點(diǎn)：表現(xiàn)在兩個(gè)方面:識(shí)別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列,在特定核苷酸序列中的具有特定的切割位點(diǎn)。

這體現(xiàn)了限制酶具有專一性(3)作用

切割DNA分子（DNA鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)）1、限制性核酸內(nèi)切酶----“分子手術(shù)刀”主要來(lái)自原核生物G

AA

TT

CC

TT

AA

GCCCGGGG

GG

CC

CEcoRⅠ（4）作用結(jié)果：

產(chǎn)生黏性末端和平末端SmaⅠ

EcoRⅠ黏性末端黏性末端SmaⅠ平末端平末端

限制酶存在于原核細(xì)胞中的作用是什么？為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性(平)末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性(平)末端。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？

會(huì)產(chǎn)生相同的黏性(平)末端，然后讓兩者的黏性(平)末端黏合起來(lái)，就似乎可以合成重組的DNA分子了。思考?……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同來(lái)源的DNA片段混合將不同種來(lái)源的DNA片段連接起來(lái)生物A基因片段生物B基因片段……G

AATTC…………CTTAA

G…………G

AATTC…………CTTAA

G……酶切2、DNA連接酶——“分子縫合針”（1）作用:

把切下來(lái)的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來(lái)催化磷酸二酯鍵形成，連接DNA片段兩DNA片段要具有互補(bǔ)的黏性末端才能拼起來(lái)DNA連接酶的縫合作用

可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶即恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵

T4DNA連接酶（2）類型：類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源功能大腸桿菌T4噬菌體恢復(fù)磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低)相同點(diǎn)差別DNA聚合酶DNA連接酶區(qū)別相同點(diǎn)尋根問(wèn)底DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵催化形成磷酸二酯鍵在兩個(gè)雙鏈DNA片段之間形成磷酸二酯鍵AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用GAATTCCGTAGAATTCGGATT嘗試寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT練一練GGCATCTTAAAATTCCGTAG3、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”（1）運(yùn)載體種類：質(zhì)粒、λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等(2)運(yùn)載體須具備的條件：質(zhì)粒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大小適中能自我復(fù)制并在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)有特殊的標(biāo)記基因注意：真正用作運(yùn)載體的質(zhì)粒都是人工改造過(guò)的。小結(jié)基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有專一性(識(shí)別序列)切開(kāi)DNA分子的磷酸二酯鍵DNA連接酶連接磷酸二酯鍵種類E.coliDNA連接酶T4

DNA連接酶運(yùn)載工具具備的條件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,大小適中能在宿主細(xì)胞中自我復(fù)制并穩(wěn)定存在具一個(gè)多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具標(biāo)記基因質(zhì)粒、λ噬菌體衍生物

、動(dòng)植物病毒1、不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是

A、能復(fù)制（）

B、將目的基因帶入受體細(xì)胞

C、具有標(biāo)記基因

D、它是環(huán)狀DNAD2、下列四條DNA片段，彼此間能被連接酶縫合的一組是

A．①②B．②③C．③④D．②④（）D例1：科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是A.定向提取生物體的DNA分子B.定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”C.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀D例2.下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是A.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧苷酸序列B.限制酶的活性受溫度的影響C.限制酶能識(shí)別和切割RNAD.限制酶可從原核生物中提取C例3：同一種限制酶切割成的黏性末端是A.①②B.①③C.①④D.②③A例4：質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它的主要特點(diǎn)是①能自主復(fù)制②不能自主復(fù)制③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單④蛋白質(zhì)⑤環(huán)狀RNA⑥環(huán)狀DNA⑦對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)害A.①③⑤⑦B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦C（多選）有關(guān)基因工程的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種B、重組DNA的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體BD關(guān)于限制酶說(shuō)法中，正確的是（）A．限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTC堿基序列B．EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限