1.1基因工程的工具

基因工程专项1通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取(复制)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特性。一、基因工程的概念优点：与杂交育种相比与诱变育种相比1、周期短2、可克服生殖隔离3、目的性强，可定向改造生物性状基因工程的概念操作环境操作对象操作水平结果生物体外基因DNA分子水平人类需要的新生物类型和产品DNA重组技术基因工程的别名特点定向改造生物性状二、基因工程的诞生（一）基础理论：1、DNA是遗传物质的证明2、DNA双螺旋构造和中心法则确实立3、遗传密码的破译1、基因转移载体的发现2、工具酶的发明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体现实验的成功6、第一例转基因生物的问世7、PCR技术的发明（二）技术发明：基因工程的产物达尔文提出生物进化论科技探索之路科技探索之路孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律科技探索之路

艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从一种生物个体转移到另一种生物个体。科技探索之路DNA的双螺旋构造科技探索之路和中心法则确实立科技探索之路活动1结合基因操作的四个基本过程,你能说出下列历史事件，为什么对基因工程的诞生起到了决定性的作用？

年份重大事件1944Avery等证明DNA是遗传物质。1952AlfredHershy和MarshaChase证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。1953JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制（1962年Nobel生理或医学奖）。1957Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”（1968年Nobel生理或医学奖）。1970H.O.Smith等分离出第一种限制性核酸内切酶（1978年Nobel生理或医学奖）1972PaulBerg小组完成了首次体外重组实验（1980年Nobel化学奖）。1973斯坦福大学的S.Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101连接成重组质粒，具有双重抗药性。1975F.Sanger、A.Maxam和W.Gilbert发明了DNA快速测序技术（1986Nobel生理或医学奖）。1980科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。1983科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。1983PCR技术问世（1988年发现TaqDNA聚合酶）（1993年Nobel化学奖）。理论基础技术支持三、DNA重组技术的基本工具“分子手术刀”──限制酶

“分子缝合针”──DNA连接酶

“分子运输车”（运载体）──基因进入受体细胞的载体

转基因“分子手术刀”“分子缝合针”“分子运输车”脱氧核糖磷酸脱氧核糖核苷酸含氮碱基ATGCDNA的基本单位？GAATTCGATTACDNA的二级构造磷酸二酯键氢键GAATTCGATTACGAATTCCTTAAG胞嘧啶脱氧核苷酸限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？磷酸二酯键即脱氧核糖、磷酸之间的连接ATGGCATCTTCGAAGP

AP(一)、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1别名：2来源：3种类和命名：4作用特点：5作用成果：重要是原核生物

现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种限制酶3种类EcoRⅠSmaⅠ粘质沙雷氏杆菌（Serratiamarcesens）大肠杆菌（EscherichiacoliR）练习：流感嗜血杆菌的d菌株(Haemophilusinfluenzaed)中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ(一)、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1别名：2来源：3种类和命名：4作用特点：5作用成果：重要是原核生物产生黏性末端或平末端

现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种限制酶识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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。GCTTAAGCTTAAEcoRⅠ识别特定核苷酸序列SmaⅠGCGCGCGCGGCC4作用特点：碱基是反向、对称、重复排列的。序列特点：GCTTAAGCTTAAEcoRⅠSmaⅠGCGCGCGCGGCC4作用特点：识别特定核苷酸序列,切断磷酸二酯键粘性末端平末端粘性末端要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会如何呢？思考?GAATTCCGTAGAATTCGGATT尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG模拟制作：用剪刀在特定部位对棉花DNA进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。棉花的

一段DNA

含毒蛋白基因的细菌DNA片段类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功效大肠杆菌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)相似点差别（二）“分子缝合针”——DNA连接酶GCTTAAGCTTAADNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？将外源基因送入受体细胞。(三)基因进入受体细胞的载体

——“分子运输车”①载体的作用：质粒噬菌体或者动植物病毒等②载体的种类：质粒：裸露的、构造简朴的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并含有自我复制能力的双链环状DNA分子。(三)基因进入受体细胞的载体

——“分子运输车”(三)、基因进入受体细胞的载体

——“分子运输车”1、普通以质粒作为载体质粒——细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。裸露的、构造简朴、独立于细菌之外，并且有自我复制能力氨苄青霉素抗性基因质粒拟核大肠杆菌细胞目的基因插入位点复制原点⒈载体需要的条件：⑴有1至多个限制酶切点(2)导入基因能在受体细胞中复制、体现(3)有某些标记基因，便于筛选(4)对受体细胞无害。(5)载体大小适宜。

(三)基因进入受体细胞的载体

——“分子运输车”抗Amp含有Amp的培养基1)不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制（）B、有多个限制酶切点C、含有标记基因D、它是环状DNAD练习2）有关基因工程的叙述中，对的的是（）A、全部的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的载体C、载体必须含有的条件之一是：含有多个限制酶切点，方便与目的基因连接D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键C27483615已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么？请设计实验、预期实验成果，并得出对应的实验结论。对照组：不添加抗生素实验组1：添加一定浓度的四环素实验组2：添加一定浓度的氨苄青霉素实验组3：添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素练习对照组实验组1实验