高中生物选修3：专题1基因工程11DNA重组技术的基本工具

1、高中生物选修3：专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具【本节重难点】重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用难点：基因工程载体所需要具备的条件 【知识精讲】教材梳理知识点一 基因工程的概念：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。注意：对本概念应从以下几个方面理解： 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拼接导入表达结果人类需要的基因产物 知识

2、点二 基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶“分子手术刀”（1）限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。（2）限制性内切酶的功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。（3）限制性内切酶的切割方式：在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。注意：比较有关的DNA酶（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法

3、除用解旋酶以外，在适当的高温（如94）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。2.DNA连接酶“分子缝合针”（1）DNA连接酶的分类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。（2）作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。3.基因进入受体细胞的载体“分子运输车”（1）分子运载车的分类：质粒：常存在于原核细胞和酵母菌中，是一种分子质量

4、较小的环状的裸露的DNA分子，独立于拟核之外。病毒：常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。（2）运载体使用的目的：是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。（3）作为运载体必须具备的条件：在宿主细胞中保存下来并大量复制 有多个限制性内切酶切点 有一定的标志基因，便于筛选。思维探究：知识点3、4、5主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。限制酶“分子手术刀”，主要是介绍限制酶的作用，切割后产生的结果。在这部分内容学习时，应关心的问题之一是：限制酶从哪里寻找？我们可以联想从前学过的内容噬菌体侵染细菌的实验，进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有何保护机制？进而联想到可能是有什么酶来切割外源DNA，而使之失效，达到保护自身的目的”。这样就对“限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的认识提高了一个层次。DNA连接酶DNA片段的“分子缝合针”，在这里同学们很容易想到碱基互补配对或DNA聚合酶，这是很自然的。但只考虑到碱基互补配对原则还是不够的，我们可以从原有的知识出发，要想到限制酶切开的DNA中膦酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，这个地方还没有连接起来，又是怎样连接的呢？这样自然而然地想到DNA连接酶。基因进入受体细