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1、,基因工程的产物,基因工程,专题1,1、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重组技术或DNA拼接技术。 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,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,DNA,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,基因工程的概念,二、D
2、NA 重组技术的基本工具,“分子手术刀” 限制性核酸内切酶,“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,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. （特异性）,原核生物（微生物）,4000种。,形成两种末端,三、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,6、例子：,EcoR（大肠杆菌限制酶）、Sma,2、特点：,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并且能在特定的切点上切割DNA分子 (酶的专一性),大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A或A与G之间切开。 SmaI识别CCC
3、GGG序列,并在C和G或G与C之间切开。,限制酶,限制酶,什么叫黏性末端？,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。,寻根问底P4,你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？,防止外来病原物的侵害。当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。,课堂反聩 下图示限制酶切割DNA分子的过程：从图中可知，该限制酶能识别的酶基序列及切点是 （ ） A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间
4、C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间,C,四、 “分子缝合针” DNA连接酶,1、种类： 2、作用部位：,两类,磷酸二酯键,作用:将双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 ,这样一个重组的DNA分子就形成了。,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,Ecoli DNA连接酶 或T4DNA连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,T4DNA连接酶,寻根问底,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?,1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形
5、成磷酸二酯键,形成磷酸二酯键,1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链,2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板,Go on,据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（ ） A. 限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处 B. DNA聚合酶可以连接a处 C. 解旋酶可以使b处解开 D. 连接C处的酶可以为DNA连接酶,D,五、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,运载体需具备的四个条件： 有1多个不同的限制酶切点 对受体细胞无害 自我复制 具有某些标记基因，便于筛选 常用运载体： 质粒 噬菌体
6、衍生物 （3）动植物病毒,常用的运载体：质粒,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，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,3、质粒的特点:,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,4、是不是所有的质粒都可以用作运载体？,不是。天然的质粒不能用作运载体,作为运载体都是人工改造过的.,随堂练习：,1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序 列 B、EcoRI切割的是GA之间的氢键 C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切 割外源DNA D限制酶只存在于原核生物中,答案：C,2. （多
7、选）有关基因工程的叙述中，错误的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传 性状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体,答案：BD,3.下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 A B C D,答案：D,2和7能连接形成ACGT TGCA； 4和8能连接形成GAATTC CTTAAG； 3和6能连接形成GCGC CGCG； 1和5能连接形成CTGCAG GACGTC。,思考与探究:1,2、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？,提示： 基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。 是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？ 不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：,思考与探究 P7,3、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？,迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。,思考与探究 P7,
