DNA重组技的基本工具1

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1、专题1基因工程科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程一、在基础理论上取得重大突破1.DNA是遗传物质的证明2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立3.遗传密码的破译二、技术发明使基因工程的实施成为可能1.基因转移载体的发现2.工具酶的发现3.DNA合成和测序技术的发明4.DNA体外重组的实现5.重组DNA表达实验的成功6.第一例转基因动物的问世7.PCR技术的发明1.1DNA重组技的基本工具该技术就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造

2、生物的遗传性状。又叫基因拼接技术或DNA重组技术。（一）基因工程的概念①目的性强，定向改变生物，培育新品种；②能克服生物远源杂交不亲合障碍。优点：基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程实质结果基因拼接技术或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→表达基因重组基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)1:提取抗虫基因需要:基因的剪刀——限制性核酸内切酶2:

3、抗虫基因与运载体DNA连接需要:基因的针线——DNA连接酶3:抗虫基因导入受体(棉花)细胞需要:基因的运载工具——运载体1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶)是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。特点：特异性。即一种限制性核酸内切酶(简称限制酶)，只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。（二）DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶切割点限制酶大肠杆菌(E.

4、coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。黏性末端：指被限制酶切开的DNA两条单链的切口上所带有几个伸出的核苷酸。游离片段要想获得某个特定的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。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？会产生相同的黏性末端。然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子。2.DNA连接酶——“分子缝合针”DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样

5、就形成了一个重组的DNA分子。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？导入过程需要运输工具——运载体。运载体的作用有哪些？作用1：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。作用2：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。作为运载体必须具备哪些条件？1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便于目的基因插入载体中3）具有某些标记基因，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因载体DNA必须是安全

6、的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去5)载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”常用的运载体主要有两类：1）细菌细胞质的质粒2）λ噬菌体的衍生物和动植物病毒质粒是能够自我复制的小型环状DNA分子。现在专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。是基因工程最常用的运载体，常需人工改造。大肠杆菌的质粒：最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，常含有抗药性基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因

7、。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。双基练习：1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)主要来源:从____生物中分离出来的(2)特点:能够识别DNA特定的核苷酸序列，切开两个____之间的_____。(3)DNA末端:限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式:______和_______。2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用:将双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的______。(2)种类:①E.coliDNA连接酶:只能缝合DNA的

8、。②T4DNA连接酶:既可缝合DNA的_____，又可缝合双链DNA的_______。“缝合”起来原核核苷酸磷酸二酯键黏性末端平末端磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)载体的种类①质粒:是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有能力的双链______DNA分子；②______的衍生物；③________。(2)载体的特点①能够在受体细胞内_______。②有一个或多个切割位点，供外源DNA的插入。③具有，供重组DNA的鉴定