生物选修三专题一第一节

专题1基因工程乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转抗寒基因的番茄转基因抗虫棉抗虫棉普通棉

基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。必修2基因工程，又叫基因拼接技术或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，定向改造生物的遗传性状。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→表达基因重组第1节问题探讨手术刀缝合针运输工具培育抗虫棉需要哪些根本工具?来源种类作用作用结果阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子手术刀〞的相关内容，填写下表自主学习主要从原核生物中别离纯化而来已经别离出大约4000种1、识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列2、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。形成两种末端：黏性末端或平末端分子手术刀1’2’3’4’5’脱氧核苷酸的结构G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯键3’端5’端3’端5’端磷酸二酯键12仔细观察各限制酶识别的特定序列有何特点？限制酶的识别序列限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。中轴线在G与A之间切割大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。EcoRI限制酶的作用

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割

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，这样的切口叫黏性末端。SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。中轴线SmaI限制酶的作用在G与C之间切割平末端平末端SmaI限制酶的切割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。你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而到达保护自身的目的。寻根问底为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。18类型来源功能相同点差异E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌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)阅读课本第5页“分子缝合针〞——DNA连接酶的相关内容，填写下表自主学习把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯键DNA连接酶的作用两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，注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合〞起来，但效率较低DNA连接酶的缝合作用AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用返回都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质

不需要需要形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制DNA连接酶与DNA聚合酶的比较只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成一个磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成两个磷酸二酯键

限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶和DNA聚合酶区别作用于a〔键〕的酶有：作用于b〔键〕的酶有：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？

可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的〔或是可以互补的〕小试身手EcoRⅠ将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段酶切……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同来源的DNA片段混合……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……？载体的作用载体的必要条件载体的种类阅读课本第6页“分子运输车〞——运载体的相关内容，填写下表自主学习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，以便与外源基因连接。3〕具有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。4〕必须是平安的，对受体细胞无害。5〕载体DNA分子应大小适中，以便于提取和操作1〕作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中2〕在受体细胞内对目的基因进行大量复制①细菌的质粒②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。有标记基因的存在，可用含青霉素的