1.1-DNA重组技术的基本工具

1、人教版选修3 现代生物技术专题专题1 基因工程课题1 DNA重组技术的基本工具定向基因改造设想 设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于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。 什么叫基因工程？ 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基因产物。（一）基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作

2、对象操作水平基本过程结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切 拼接 导入 表达基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？重组DNA导入形成基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：形成重组DNA关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？（二）DNA重组技术的基本工具 关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具：分子手术刀限制性内切酶分子缝合针D

3、NA连接酶 分子运输车运载体识别双链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。主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。4000种。 1、来源： 2、种类：3、作用：4、结果：形成两种末端一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶粘性末端平末端 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶什么叫黏性末端？“分子手术刀”限制性核酸内切酶限制酶什么叫黏性末端？ 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

4、互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。限制性内切酶1、特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。2、分布：主要在微生物中。3、结果：产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。4、举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端，Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，

5、会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子了。二.“分子缝合针”DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。“分子缝合针”DNA连接酶根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：1、从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接。2、从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。AATTGCCTTAAG用与提取目的基因相同的

6、限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。DNA连接酶的作用外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？基因进入受体细胞的载体“分子运输车”。三.“分子运输车”-运载体1、作用：2、种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。将外源基因送入受体细胞。 作为运载体必须具备哪些条件？(1)、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。(2)、具多个限制酶切点，以便与外源基因连

7、接。(3)、具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。3、条件：大肠杆菌的质粒： 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。4、质粒的特点质粒的特点1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；2、质粒的存在对宿主细胞无影响；3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。1、以下说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键C练习2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因