高二生物选修3DNA重组技术的基本工具

1、基因工程概念,基因工程是指按照人们的意愿，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水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术,定向改造生物,转基因鲑鱼,抗虫害的玉米,能发荧光的热带斑马鱼,普通热带斑马鱼是不发荧光的,1.1 DNA重组技术的基本工具,DNA重组技术的基本工具,准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） 基因转移工具（“分子运输车”）,基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需

2、要以下三种工具：,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。,主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。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。,4000种。,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,5、性质：一种限制性核酸内切酶只能识别一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。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸,因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解；含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具

3、备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,思考：为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？,二、 DNA连接酶“分子缝合针”,1、作用：把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。,2、种类：, T4 DNA 连接酶 从T4噬菌体中分离得到，既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。,Ecoli DNA 连接酶 从大肠杆菌中分离得到，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。,不是一回事。 相同点：两者都是形成磷酸二酯键。 不同

4、点： DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。,思考：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,三、基因进入受体细胞的载体-分子运输车,1、作用：,将外源基因送入受体细胞,2、种类：,质粒：存在于细菌及酵母菌体内，除染色体以外，能够自我复制的环状DNA分子,3、条件：, 能在宿主细胞内复制并稳定地保存； 具有多个限制酶切点以便与目的基因连接； 具有某些标记基因； 对受体细胞无害； 大小适合，比较容易得到。,噬菌体,动植物病毒,练习,1、在基因工程中，切割运载体和含有目的

5、基因的DNA片段，需使用（ ） 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶,2、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、具有标记基因 D、它是环状DNA,3、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,限制性内切酶作用过程,什么叫黏性末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。,黏性末端：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，它们之间碱基正好互补配对。,什么叫平末端？,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。,DNA连接酶的作用过程,3、基因的运输工具运载体,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,3) 基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达