基因工程之dna重组技术的基本工具学案

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1、专题1基因工程一、基因工程概念：是指在体外通过人丄“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞屮表达，产生人类需要的基因产物的技术。乂称重组DNA技术。二、基因工程的探索发现之路：1、20世纪中叶，菽础理论取得了重大突破(1)、DNA是主要的遗传物质的证明：格甩菲斯：肺炎双球菌的体A转化实验艾弗里：肺炎双球飽的体外转化实验赫尔希、蔡斯等人：放射性噬菌体佼染细菌实验(2)、DNA双螺旋结构和中心法则的确立：1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。1958年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制，随后不久确立

2、了中心法则。⑶、遗传密码的破译：1963年，尼伦伯格和马太破译了遗传密码。2、技术的发明使基因工程的实施成为可能(1)、1967年罗思和赫林斯基发现基W转移载体(2)、1970年阿尔伯、内森斯和史密斯发现T具酶(3)、DNA合成和测序技术的发明(4)、1972年伯格DNA体外重组的实现(5)、1973年，博耶和科恩将两种不同來源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在人肠杆菌中的表达，至此，基因工程正式问世。(6)、第一例转基因动物问世：1980年，科学家首次通过显微注射法，培竹出卅界上第一个转基因动物。这-实验被认为足基因工程发展史上的-个里程碑。(7),PCR技术的发明：

3、1988年，科学家穆里斯发明。第一节DNA重组技术的基本工具一、基因工程概念分析：基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术本质基因重组操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切-4并接一导入一表达结果人类需要的基因产物二、基因I.程（1）特点：①目的性强（可以定向改造某些生物性状）；②实现不同物种间的®因重组（打破生殖隔离/兑服远缘杂交不亲和障碍）。（2）基因工程的物质基础足：所奋生物的DNA均由四种脱氧核卄酸飢成。（3）菽因工程的结构基础是：所冇生物的DNA均为双螺旋结构。（4）某种牛物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，足因为它

4、们共用一套遗传密码了。三、基因工程的工具1、分了手术刀：限制性核酸闪切酶（简称限制酶）。（1）來源：主要从原核生物中分离和纯化而來。（2）特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，卯且使毎一条链屮特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性（特异性）A-A-T-T-C（3）切割方式：①、错位切：产生黏性末端。②、平切：产生平末端。限制性核酸内切酶切出的黏性末端和平末端的区別：A-A-rT-T-C1:111T4A-A-GGI黏性末端]—I-c—c~c［江C-T-T-A—A平末端G一GGIIC一C一2、分了•针线：DNA连接酶。（1）类型：E*coliDNA连

5、接酶（只连接黏性末端）；T.DNA连接酶（连接黏性末端与平末端，但连接平末端的效率低）（2）作川：可以将两个DNA片段之间的缺U通过磷酸二酯键连接起米。附：DNA分子结构及相关化学键作用位点：名称作用参与、应用作用位克DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程a限制性内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列aDNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸DNA复制aRNA聚合酶在核甘酸链上添加单个核甘酸转录a解旋酶使碱基间氢键断裂形成单脱氧核苷酸链DNA复制及转录b3、运载工具：运载体。(1)种类：质粒(常川)、噬谢体和可起运载体作川的动、植物病毒。(2)质粒來源：细菌细胞质中一种很小

6、的环状、双链DNA分了。条件：①具有一个至多个限制酶切割位点。②能在受体细胞巾自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。③具有某些标记基因。(供重组DNA的鉴定和选择)④能“友好”地“借居”在受体细胞内。四、常见易错点：(1)限制酶是一类酶，而不是——种酶。(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3)在切割U的i因和载体时要求用同一种限制酶，tJ的是产生相同的黏性末端。⑷将一个基因从DNA分子上切割下来，需耍切两处，M时产生4个黏性末端。(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同；同一

7、个DNA分子川不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位点极位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。(7)基因工程屮的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程屮的载体足0似分子，能将目的基因导入受体细胞A;脱载体是蛋白质，与细胞脱的通透性有关。(8)基因工程屮宥3种工具，但工具酶只有2种。工具：限制酶、DNA连接酶、运载体(最常用：质粒)。工具酶：限制酶、DNA连接酶。五、基因的结构：葙因是具冇遗传效应的DNA片段(注：RNA病毒为RNA),K•结构分为编码区和非编码区。