基因工程的工具

第一章基因工程第一节基因工程概述基因工程的诞生和发展和基因工程的工具学习目标⑴简述基因工程的概念含义⑵简述基因工程诞生历程⑶认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新⑷简述基因工程的原理⑸说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点课前导学一、基因工程的诞生和发展理论基础艾弗里：证明了。沃森和克里克：阐明了。尼伦贝格等破译了。工具基础酶：和、逆转录酶。(2)载体：等。发展(1)1973〜1976年为。(2)1977〜1981年为。(3)1982年以后为。诞生：科恩等将两种不同来源的DNA分子进行，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了改造生物的新技术一一基因工程。、基因工程的概念方法在体外通过人工—和等方法原理对生物的基因进行改造和—操作水平水平过程包括基因的、和等。.转移及在受体细胞内的目的获得人类需要的。三、基因工程的工具限制性核酸内切酶一一“分子手术刀”功能：只能特定的核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链特定部位的之间的断开，从而切割DNA分子。(2)作用结果产生黏性末端：通过错位切，在两条链的部位切割形成。产生平口末端：通过平切，在两条链的部位切割形成。DNA连接酶——“分子针线”功能：把DNA分子这把“梯子”的扶手连接起来。结果：用限制性核酸内切酶切割质粒和外源DNA分子，并通的连接，形成分子。3.载体一一运载工具功能：将导入受体细胞。种类：质粒、以及一些。质粒：来自于细胞中的一种很小的分子，是最早应用的载体。质疑探究切断和形成磷酸二酯键的酶分别有哪些？原核生物中限制酶有何意义？细菌是如何防止自身DNA被限制酶降解?在基因工程中，为什么要用同一种限制性核酸内切酶(如EcoRl)切割两种DNA分子呢?P12实践中的图示切割后的片段可以连接成几种DNA分子？从结构上分析为什么不同生物的DNA能够重组?不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗?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?作为载体应具备什么条件?天然的质粒都可以直接用做基因工程载体吗？为什么？例题精讲1.最早创立基因工程技术的科学家是沃森和克里克B.帕米特C.科恩D.穆里斯科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术一一基因工程，实施该工程的最终目的是()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下列关于限制酶的说法正确的是限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键下图所示是限制酶切割某DNA分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是GAATTC111Illi1A.CTTAAG，切点在C和T之间/C11AAG\\B.CTTAAG，切点在G和A之间*G/嘉C.GAATTC，切点在G和A之间1L.EJAdL"J11D.GAATTC，切点在C和T之间在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是指大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶噬菌体、质粒、DNA连接酶限制性核酸内切酶、RNA连接酶、质粒限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒作为基因的运输工具一一载体，必须具备的条件及理由是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选下图为DNA分子的切割和连接过程。rEeoR1切此位点——jiuutrn】g用rEeoR1切此位点——jiuutrn】g用att己1k必I心T&EtKctjRI切此位点1双链断JFV回[AAj;_f77]回I.己】ICT回心，5回本同来溥的DNA片段站合不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是酶，此酶的作用是在—之间形成键，而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶。(G|fA4TTC|[CTJAA|[G]反馈矫正1.在基因工程中，切割质粒和含有目的基因的DNA片段，需要使用A.同种限制性核酸内切酶B.两种限制性核酸内切酶C.同种DNA连接酶D.两种DNA连接酶下列黏性末端中，属于同一种限制性核酸内切酶切割而成的是—T—CG——C—A—I||®II—A—G—'—T—T—k—A——G—i—1—C-<-A——JA—l-T-C-—Af—JT-®-U-①②B.①③C.①④D.②③要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是(1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4)C、(1)(2)在受体细胞中能检测出目的基因是因为人、目的基因上有标记C、重组质粒能够复制质粒是基因工程最常见的载体，①能自主复制②不能自主复制2.A.3.4.5.D、(1)(3)B、质粒具有某些标记基因D.以上都不正确它的主要特点是③结构很小④是蛋白质⑤是环状RNA)(⑥是环状DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦B、②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦6.下列各项中，a、b、c、d代表的结构正确的是A.a一质粒RNAB.b—DNA连接酶C.c一限制性内切酶D.d-—外源基因7.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是A.①②③④B.①②④③C.①④②③D.①④③②限制酶是一群核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI,EcoRI,Hindlll以及Bg/II的辨识序列：（）BamHII—GGATCC——GAATTC—HindR—AAGCTT—BgIIIBamHII—GGATCC——GAATTC—HindR—AAGCTT—BgIII—AGATCT——CCTAGG——CTTAAG——TTCGAA——TCTAGA—箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的dnA片段末端，可以互补结合？其正确的末端互补序列为何？BamHI和Bg/II；末端互补序列一GATC一BamHI和EcoRI；末端互补序列一AATT-BamHI和HindIII；末端互补序列一GATC-EcoRI和HindI；末端互补序列一AATT-迁移创新基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是一GJGATCC—，限制酶II的识别序列和切点是TOC\o"1-5"\h\z-IGATC―。根据图示，判断下列操作正确的是（）『_.—/"三5?3?、G2-XT2C巨供墓因K/>IllllllllllI—|—二）Y%}cm*/叫以否：MS'、皂注:花&讪林何斯记既口峨云蹒<酹9有町即I曹社女质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶I切割质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶I切割目的基因和质粒均用限制酶I切割目的基因和质粒均用限制酶I切割

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈1、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问阻制慎BaaMHinAIIItoR1阻制慎BaaMHinAIIItoR1诅别序列及1,1切割位点■.：：：■；.I-：；'.--1；；X'■■■CCTAGGTr；［|TTCGAA；i-■4GAATTC■.T-h-JJ:1CCCljGGGGGCCC1一2顼(1)一个图1所示的质粒分子经SmaI切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。若对图中质粒进行改造，插入的SmaI酶切位点越多，质粒的热稳定性。用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SrnaI切割，原因是O与只使用EcoRI相比较，使用BamHI和HindIII两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防O.酶。为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入.酶。重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。第一章基因工程第一节基因工程概述基因工程的诞生和发展和基因工程的工具答案课前导学：一、基因工程的诞生和发展•DNA是遗传物质DNA分子的双螺旋结构遗传密码.限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒3.开始期发展期迅猛发展和实际运用期4.体外重组定向二、基因工程的概念剪切拼接修饰DNA分子分离复制表达基因产物的技术三、基因工程的工具识别2个核苷酸磷酸二酯键不同相同断口处同种DNA连接酶重组DNA外源基因噬菌体动植物病毒细菌环状DNA遗传标记基因目的基因插入位点低分子量质疑探究例题精讲1-6C