第一章基因工程第一节工具酶的发现

第一节工具酶的发现和

基因工程的诞生第一章基因工程转让人胰岛素基因的大肠杆菌？

细菌和人是差异非常大的两种生物,通过某种生物技术,细菌能够合成人体的胰岛素，这个过程这样进行的呢？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。从大肠杆菌说起一、基因工程

1.基因工程的概念基因工程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，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。其核心是构建重组DNA分子。首只转基因猪产生基因工程诞生的理论基础:DNA是生物遗传物质的发现DNA双螺旋结构的确立遗传信息传递方式的认定

2.基因工程诞生的理论基础DNA双螺旋结构的确立是基因能够重新拼接的结构基础生物共用一套遗传密码是基因能在异体细胞中表达的基础

3.基因工程创建的技术保障剪刀:限制性核酸内切酶针线:DNA连接酶运输工具:质粒等限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒——载体第一节工具酶的发现和基因工程的诞生一.限制性核酸内切酶（限制酶）阅读课本，思考以下几个问题：1、什么是限制性核酸内切酶？作用是什么？2、限制性核酸内切酶如何识别、切割DNA分子？3、限制性核酸内切酶的发现对于基因工程诞生有何意义？1、限制性核酸内切酶的概念：能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶2、特点：具有专一性（一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子）重播3、作用能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使得每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂什么叫粘性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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，他们之间正好互补配对，这样的末端叫粘性末端。*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。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？可产生几个粘性末端？要切两个切口，产生四个粘性末端。思考基因的针线：DNA连接酶

G

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G同种限制性核酸内切酶切割二、DNA连接酶——“分子缝合针”

1、作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接起来，即连接梯子两边扶手的断口（形成磷酸二酯键）思考：（05天津理综）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。（3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？③在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？可以连接的，因为由两种限制性内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）DNA连接酶对基因工程诞生的意义?——缝合DNA片段，可以将外源基因和载体DNA连接在一起DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同和不同点？思考：能形成磷酸二酯键的有哪些？相同区别DNA聚合酶DNA连接酶形成磷酸二酯键只能将单个核苷酸连接到核酸片段上;以一条DNA链为模板,形成互补的DNA链。将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键；将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同和不同点？最常用的质粒：大肠杆菌质粒三、基因工程的载体最常用的载体：质粒作为载体的必要条件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存2、具一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。3、具有某些标记基因，便于进行筛选。4、对受体细胞无害作为载体的必要条件能够在宿主细胞中复制并稳定地保存具一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛选。对受体细胞无害三、质粒最常用的质粒：大肠杆菌质粒基因工程的载体1、概念：能够自主复制的双链环状DNA分子，在细菌中以独立于染色体外的方式存在，是一种特殊的遗传物质。2、作用：运载外源DNA（目的基因）进入宿主细胞，是基因工程的载体真核生物如：酵母菌也有质粒基因进入受体细胞的载体假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？作为载体没有切割位点将怎样？目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？如果载体对受体细胞有害将怎样？

1972年,科学家首次用一种限制酶切割猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌体DNA分子,然后使用DNA连接酶进行连接,形成了重组的DNA分子.四、基因工程的诞生

1973年斯坦福大学的科学家进一步实现了细菌之间的性状转移.同一种限制性核酸内切酶猿猴病毒SV40的DNAR噬菌体的DNADNA连接酶重组DNA分子1972年,美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工DNA重组产物同一种限制性核酸内切酶大肠杆菌的含四环素抗性基因的质粒大肠杆菌的含卡那霉素抗性基因的质粒DNA连接酶重组质粒1973年,美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工程的诞生大肠杆菌(抗四环素和卡那霉素)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、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶A.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