基因工程的基本原理和技术

1.1DNA重组技术的基本工具专题一基因工程基因工程基因工程又叫做DNA重组技术，或基因拼接技术。是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，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新的生物类型和生物产品。对基因工程概念的理解：基因工程别名：操作对象：操作环境：原理：操作水平：目的：DNA重组技术或基因拼接技术体外基因重组DNA分子水平基因定向地改造生物的遗传特性(1)来源：(2)特点：表现在两个方面:识别双链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点。

这体现了限制酶具有专一性(3)作用

切割DNA分子（DNA链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开）1、限制性核酸内切酶----“分子手术刀”主要来自原核生物G

AA

TT

CC

TT

AA

GCCCGGGG

GG

CC

CEcoRⅠ（4）作用结果：

产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

限制酶存在于原核细胞中的作用是什么？为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？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(平)末端？要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。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(平)末端，然后让两者的黏性(平)末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。思考?……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……G

AATTC…………CTTAA

G…………G

AATTC…………CTTAA

G……酶切2、DNA连接酶——“分子缝合针”（1）作用:

把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来催化磷酸二酯键形成，连接DNA片段两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来DNA连接酶的缝合作用

可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coliDNA连接酶或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

T4DNA连接酶（2）类型：类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点差别DNA聚合酶DNA连接酶区别相同点寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键催化形成磷酸二酯键在两个双链DNA片段之间形成磷酸二酯键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尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT练一练GGCATCTTAAAATTCCGTAG3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”（1）运载体种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等(2)运载体须具备的条件：质粒结构简单，大小适中能自我复制并在受体细胞中稳定存在有一个或多个限制酶切点有特殊的标记基因注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。小结基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有专一性(识别序列)切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连接酶连接磷酸二酯键种类E.coliDNA连接酶T4

DNA连接酶运载工具具备的条件结构简单,大小适中能在宿主细胞中自我复制并稳定存在具一个多个限制酶切位点具标记基因质粒、λ噬菌体衍生物

、动植物病毒1、不属于质粒被选为基因运载体的理由是

A、能复制（）

B、将目的基因带入受体细胞

C、具有标记基因

D、它是环状DNAD2、下列四条DNA片段，彼此间能被连接酶缝合的一组是

A．①②B．②③C．③④D．②④（）D例1：科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状D例2.下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷酸序列B.限制酶的活性受温度的影响C.限制酶能识别和切割RNAD.限制酶可从原核生物中提取C例3：同一种限制酶切割成的黏性末端是A.①②B.①③C.①④D.②③A例4：质粒是基因工程中最常用的载体，它的主要特点是①能自主复制②不能自主复制③结构简单④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA⑦对宿主细胞无害A.①③⑤⑦B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦C（多选）有关基因工程的叙述中，错误的是（）A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种B、重组DNA的形成在细胞内完成C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、质粒都可作为运载体BD关于限制酶说法中，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DNAD．限