專(zhuān)題1基因工程1.DNA的分子結(jié)構(gòu)⑴基本組成元素：CHONP⑵基本組成物質(zhì)：⑶基本結(jié)構(gòu)單位：4種脫氧核糖核苷酸脫氧核糖+含氮堿基+磷酸⑷一級(jí)結(jié)構(gòu)：脫氧核苷酸鏈⑸空間結(jié)構(gòu)：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)●DNA分子的結(jié)構(gòu)腺嘌呤脫氧核糖核苷酸（A）鳥(niǎo)嘌呤脫氧核糖核苷酸（G）胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸（T）胞嘧啶脫氧核糖核苷酸（C）2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一個(gè)DNA含有兩條多核苷酸鏈，多核苷酸鏈?zhǔn)怯珊芏鄠€(gè)核苷酸聚合而成；兩條多核苷酸鏈反向平行；脫氧核糖與磷酸交替連接，形成DNA分子多核苷酸鏈的骨架，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)測(cè)；DNA分子兩條鏈上的堿基，遵循一定的規(guī)律形成堿基對(duì)，堿基對(duì)之間通過(guò)氫鍵連接。AGCTDNA分子的平面結(jié)構(gòu)氫鍵ATGCAATTGCCTTAAG基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、基因的概念、載體及功能基礎(chǔ)知識(shí)梳理3．染色體、DNA、基因的數(shù)目關(guān)系(1)一般來(lái)說(shuō)，每條染色體上含一個(gè)DNA分子。(2)每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因。(3)每個(gè)基因中又含有成百上千個(gè)

。脫氧核苷酸一、有關(guān)概念間的相互關(guān)系1．脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體之間的關(guān)系基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、基因控制蛋白質(zhì)的合成1．合成過(guò)程一、基因工程誕生的基礎(chǔ)20世紀(jì)中葉，基礎(chǔ)理論取得了重大突破1.DNA是遺傳物質(zhì)的證明2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立3.遺傳密碼的破譯技術(shù)發(fā)明使基因工程的實(shí)施成為可能：1.基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)2.工具酶的發(fā)現(xiàn)3.DNA合成和測(cè)序技術(shù)的發(fā)明4.DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)

5.重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功6.第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物問(wèn)世7.PCR技術(shù)的發(fā)明基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、中心法則

基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類(lèi)所需要的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品。二、基因工程的概念基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類(lèi)需要的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組基本工具：限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車(chē)”三、DNA重組技術(shù)的基本工具1.基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）

限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。特點(diǎn)：特異性。即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子?；虻募舻丁拗菩詢?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）限制酶什么叫黏性末端？

被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端。識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。(6個(gè),4、5、8個(gè))主要是從微生物中分離純化出來(lái)的一種酶。4000種。

（1）來(lái)源：（2）種類(lèi)：

（3）作用：（4）結(jié)果：形成兩種末端黏性末端平末端限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”（小結(jié)）要想獲得某個(gè)目的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？一個(gè)目的基因有幾個(gè)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端，兩個(gè)（首尾）。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？

會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端。

是不是把兩者的黏性末端黏合起來(lái)，這樣就真的合成

重組的DNA分子了?

實(shí)際還不夠,還需要DNA連接酶進(jìn)行連接。思考題：1、種類(lèi)：2、作用部位：E·coliDNA連接酶（黏性末端）T4DNA連接酶（黏性末端和平末端）磷酸二酯鍵DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。2.DNA連接酶——“分子縫合針”AATTGCCTTAAG3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運(yùn)載體——“分子運(yùn)輸車(chē)”（1）運(yùn)載體的作用作為運(yùn)載工具，將外源基因(抗蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)中去。利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)內(nèi)，對(duì)外源基因(抗蟲(chóng)基因)進(jìn)行大量復(fù)制。（隨載體的復(fù)制而復(fù)制）（2）作為運(yùn)載體必須具備的條件能夠在宿主細(xì)胞中自我復(fù)制并穩(wěn)定地保存。具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。必需是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害。大小應(yīng)適合，便于提取和操作（3）常用的運(yùn)載體

基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運(yùn)載體——“分子運(yùn)輸車(chē)”細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒注意：真正用作運(yùn)載體的質(zhì)粒都是人工改造過(guò)的。

最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存沒(méi)有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)成。

質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并且具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體。四、基因工程基本操作的四個(gè)步驟1、目的基因的獲取2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的獲取1、目的基因主要是指______________________編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因，還有植物的抗病（抗病毒、抗細(xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。2、獲取目的基因的常用方法有哪些?（1）從基因文庫(kù)中獲?。?）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（3）人工合成請(qǐng)閱讀P9第一和二兩段（一）從基因文庫(kù)中獲取目的基因

將含有某種生物不同基因的許多DNA片斷，導(dǎo)入到受體菌的群體中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱(chēng)為基因文庫(kù)基因文庫(kù)

基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)（如:cDNA文庫(kù)）①基因文庫(kù)基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)的關(guān)系怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因呢?基因文庫(kù)的構(gòu)建方法鳥(niǎo)槍法：供體細(xì)胞中的DNA許多DNA片段運(yùn)載體限制酶與載體連接載入受體細(xì)胞產(chǎn)生特定性狀導(dǎo)入外源DNA擴(kuò)增目的基因分離(直接分離法)②反轉(zhuǎn)錄法：

以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。目的基因的mRNA單鏈DNA反轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶雙鏈DNA(目的基因)③根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法：

根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過(guò)化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測(cè)推測(cè)目的基因化學(xué)合成上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？操作簡(jiǎn)便廣泛使用工作量大，盲目，分離出來(lái)的有時(shí)并非一個(gè)基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)操作過(guò)程麻煩，mRNA很不穩(wěn)定，要求的技術(shù)條件較高專(zhuān)一性最強(qiáng)僅限于合成核苷酸對(duì)較少的簡(jiǎn)單基因①概念：PCR全稱(chēng)為_(kāi)______________，是一項(xiàng)

在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)③條件：_______________________、_______________、___________、___________.②原理：__________④方式：以_____方式擴(kuò)增，即____（n為擴(kuò)增循

環(huán)的次數(shù)）⑤結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA復(fù)制已知基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸一對(duì)引物DNA聚合酶指數(shù)2n使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬(wàn)倍地?cái)U(kuò)增(二)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因⑥過(guò)程：a、DNA變性（90℃-9