基因工程工具(校示范课)

专题1基因工程 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 通俗地说 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 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或特定性状 剪切 拼接 导入 表达 基因重组 基因工程的概念的理解 1 10 全国 下列叙述符合基因工程概念的是 A B淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株C 用紫外线照射青霉菌 使其DNA发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 B 1 1DNA重组技术的基本工具 限制性核酸内切酶DNA连接酶基因运载体 工具酶 一 限制性核酸内切酶 分子手术刀 1 限制性核酸内切酶的简称 和来源 思考与讨论 2 限制酶作用的特点 作用部位 3 限制酶是一种还是一类物质 4 被限制酶切割出的末端有哪几种 有何区别 总结归纳 主要从原核生物中分离纯化而来 已经分离出大约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 中轴线 在G与A之间切割 大肠杆菌的一种限制酶 EcoR 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 进阶探究 1 原核生物细胞内的限制酶能不能将自身DNA切断 2 仔细观察教材上几个被限制酶识别的序列有什么特殊之处 限制酶是保护自身遗传信息不被外来DNA干扰机制的一环 而自身DNA是没有本身限制酶所能识别的序列的 序列的2条链反向对称的 我们称之为 回文序列 3 限制酶能否切割单链DNA RNA呢 都不能 因为限制酶也有专一性 A TTCGA AGCTT A CTGCA G G ACGTC AAT TTA GGG CCC CCC GGG ATT TAA 2 下图为四种限制酶BamH EcoR Hind 以及Bgl 的辨识序列 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 A BamH 和EcoR B BamH 和Hind C BamH 和Bgl D EcoR 和Hind C 二 DNA连接酶 分子缝合针 思考与讨论 1 DNA连接酶的作用与分类 2 不同DNA连接酶的异同 15 类型 来源 功能 相同点 差别 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 进阶探究 1 DNA连接酶能否连接单链DNA或者RNA片段 2 DNA连接酶能否连接任意的平末端 3 DNA连接酶能否连接不同限制酶所切割的片段 末端 不能 因为酶具有专一性 不能 因为平末端也有不同 也经过不同限制酶切割而成 只能连接相同的末端 可以 只要保证末端是相同或者是互补的即可 4 DNA连接酶和DNA聚合酶的区别 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 AATTG C A A T T A A T T DNA聚合酶的作用 B 3 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 不需要模板 以DNA的一条链为模板 游离的DNA片段 单个的脱氧核苷酸 形成完整的DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 2 具备什么条件才能充当运载体 三 基因进入受体细胞的载体 分子运输车 3 除质粒外还有哪些运载体 有何不同 课本P6 4 天然质粒都能充当运载体吗 载体的作用 载体的必要条件 载体的种类 总结 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 必须是安全的 对受体细胞无害 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 常用 细菌的质粒 最常用大肠杆菌质粒 病毒 噬菌体衍生物 动植物病毒等 4 作为基因的运输工具 运载体 必须具备的条件之一及理由是 A 能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制 以便提供大量的目的的基因B 具有多个限制酶切点 以便于目的基因的表达C 具有某些标记基因 以便目的基因能够与让结合D 它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存5 基因工程中常见的载体是 A 质体B 染色体C 质粒D 线粒体 D C 总结归纳 主要从原核生物中分离纯化而来 已经分离出大约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 26 类型 来源 功能 相同点 差别 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 载体的作用 载体的必要条件 载体的种类 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 必须是安全的 对受体细胞无害 1 作为运载工具 将目的基因导入