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1、胰岛素是治疗糖尿病的特效药 长期以来只能从猪 牛等动物的胰腺中提取 产量低成本高 而微生物生长迅速 容易控制 于是科学家设想 若能将人的胰岛素基因导入微生物体内 并得以表达 就不仅能解决产量问题 还能大大降低生产成本 使药品价格大幅下降 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物 这些定向改造基因的设想能实现吗 经过多年的努力 科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程 别名 操作环境 原理 操作水平 结果 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
2、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重组技术或基因拼接技术 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因重组 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状 获得人类所需要的品种 基因工程的概念 基因工程培育抗虫棉的简要过程 抗虫棉的培育有哪些关键步骤 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具 DNA重组技术的基本工具 本节知识内容 1DNA重组技术的基本工具 专题一基因工程 分子手术刀 限制酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 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 主要是原核生物 400
3、0种 1 来源 2 种类 3 作用 5 结果 形成两种末端 一 分子手术刀 限制性核酸内切酶 具有特异性 4 特点 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 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 大肠杆菌的一种限制酶 EcoR 能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开形成黏性末端 Sma 能识别CCCGGG序列 并在C和G之间切割形成平末端 专一性 模拟操作 课本6页 基因的针线 DN
4、A连接酶 G 连接酶连接磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程 二 分子缝合针 DNA连接酶 作用部位 是磷酸二酯键 扶手 不是氢键 梯子 DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端 分类 作用 E coliDNA连接酶 连接酶种类 T4DNA连接酶 DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点 DNA连接酶 DNA聚合酶 连接DNA链 连接部位 双链 在两DNA片断之间形成磷酸二脂键 单链 将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3 末端形成磷酸二脂键 核苷酸分子的连接 DNA聚合酶连接单链DNA把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上 三 分子运输车 基因进入受体细胞的载体
5、要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达 首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去 能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体 基因工程的载体被喻为 分子运输车 基因工程的载体来源 作为基因工程的载体需要怎样的条件呢 质粒 噬菌体 动植物病毒 作为载体的必要条件 1 能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达 2 有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合3 有遗传标记基因便于观察4 对受体细胞无害 易分离安全 比较容易得到 认识常用的载体 质粒 质粒是基因工程常用的载体 一种裸露的 结构简单 独立于染色体或细菌拟核之外 能自我复制的小型环状双链DNA分子 对宿主细胞没有影响
6、 主要存在于细菌和酵母菌体内 其中最常用的是大肠杆菌质粒 3 作为载体的必要条件 1 能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达 2 有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合3 有遗传标记基因便于观察4 对受体细胞无害 易分离安全 比较容易得到5 大小应适合 便于提取和操作 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 D 练习 练习 在基因工程中 切割运载体和含有目的基因的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 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 C 练习
