第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生

1、,能“吐蚕丝”的细菌,第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生,什么是基因工程? 基因操作的工具酶主要有哪几种?分别对基因工程诞生的意义？ 阐述质粒的定义并解释其在基因工程中的作用?,基因工程是狭义的遗传工程，但广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。基因工程的核心是构建重组DNA分子，因此，早期也将基因工程称为重组DNA技术。,一、什么是基因工程,重组DNA技术,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物或转基因生物,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,1、基因工程诞生的理论基础,DNA是遗

2、传物质的发现,DNA双螺旋结构的确立,遗传信息的传递和表达,限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体,三大工具,2、基因工程的技术保障,为什么人的基因可以导入大肠杆菌内？ 为什么人的基因可以在大肠杆菌内表达？,二、基因工程的基础和保障,1、限制性核酸内切酶 常用200多种，主要从微生物分离。 作用：限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。 作用特点：特异性。即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 G AATTC CTTAA G A AGCTT TTCGA A 识别特定序列，切割后形成黏性末端。,三、基因操作的工具,限制酶,识别序列,

3、大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,什么叫粘性末端？,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，他们之间正好互补配对，这样的切口叫粘性末端。,限制性核酸内切酶切割的是哪个部位的键?,磷酸与脱氧核糖之间的连接键磷酸二酯键,作用 将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起 （两个具有相同的黏性末端的DNA片段连接起来） 作用部位 磷酸二酯键（梯子的扶手） 而不是氢键（梯子的踏板）。,2、DNA连接酶,基因的针线：DNA连接酶,作为载体必须具备哪些条件？,1）能够自主复制，能进入宿主细胞存在并无害 2）具有某些标记基因，便于进行筛选。

4、如抗菌素的抗性基因 3）载体DNA必须有限制性核酸内切酶切点，以便目的基因插入到载体上去。,3、运载体 作用 将外源基因送入受体细胞。 载体的种类 质粒 噬菌体动植物病毒等,什么是质粒 存在于细菌以及酵母菌等生物中 细菌拟核外能自主复制的双链环状DNA分子 带有少量基因 常有抗生素抗性基因,使细菌有抗药性 质粒与宿主细胞的关系 质粒的存在对宿主细胞无影响， 质粒的复制只能在宿主细胞内完成,质粒（最常用的载体）,质粒分子结构示意图,返回,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

5、) DNA末端:限制酶切割DNA产生的DNA末端叫 做_ 2. DNA连接酶-”分子缝合针” 作用:将_两个双链DNA_,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_,3.基因进入受体细胞的载体 （1）载体的种类 质粒:是一种裸露的,结构简单,独立于细菌染色体之外,并能够自我_能力的双链_ DNA 分子 （2）载体的特点 能够在细胞内_； 有一个或多个_切割位点,便于供源DNA的插入； 具有_基因,供重组DNA的鉴定和选择。,1.以下说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别同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、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

6、 D、基因控制的性状都能在后代表现出来,C,巩固练习,2.下列不是基因载体具备的条件的是（ ） A、能自我 复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶,A,4.下列关于质粒的叙述，正确的是 A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子 C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的,B,5.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶 C.限制性核酸内切酶、RNA连接酶、质粒 D.限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒,D,6.下列