1.1DNA重組技術(shù)的基本工具專題1基因工程本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)基因工程基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達人類需要的基因產(chǎn)物基因工程產(chǎn)品延熟保鮮轉(zhuǎn)基因西紅柿研究者發(fā)現(xiàn)，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是導(dǎo)致植物衰老的重要基因，如果能夠利用基因工程的方法抑制這個基因的表達，番茄就不會容易變軟和腐爛了。抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死。科學(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑?，使作物自身具有抵御蟲害的能力?？瓜x棉轉(zhuǎn)基因鮭魚轉(zhuǎn)基因超級鼠日本三得利公司2009年10月20日宣布，將于11月3日發(fā)售世界上首次培育成功的藍玫瑰。玫瑰的基因不能編碼合成藍色色素，三得利公司通過把三色紫羅蘭的基因植入玫瑰，培育出含藍色素的玫瑰，售價在2000日元至3000日元。藍色妖姬基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程DNA是遺傳物質(zhì)的證明DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立遺傳密碼的破譯基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)工具酶的發(fā)明DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)明DNA體外重組的實現(xiàn)重組DNA表達實驗的成功第一例轉(zhuǎn)基因動物問世PCR技術(shù)的發(fā)明基礎(chǔ)理論技術(shù)發(fā)明DNA重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶基因進入受體細胞的載體“分子縫合針”“分子運輸車”知識·儲備區(qū)脫氧核苷酸

脫氧核糖

N

P

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)知識·儲備區(qū)三

C—G

兩

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)知識·儲備區(qū)磷酸二酯

氫鍵

解旋酶

2

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)知識·儲備區(qū)DNA片段

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)“分子手術(shù)刀”切點：主要在原核生物中分布：特點：磷酸二酯鍵特異性，一種限制酶只能識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。EcoRⅠ限制酶只識別GAATTC，并在GA間切割SmaⅠ限制酶只識別CCCGGG，并在GC間切割。例如：限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)CTTCATGAATTCCGTACCCGGGCCTAA

GAAGTACTTAAGGCATGGGCCCGGATTEcoRⅠ限制酶酶切位點GGCATGGGAATTCCGTACCC黏性末端CTTCATG

GAAGTACTTAA平末端SmaⅠ限制酶酶切位點GGGCCTAACCCGGATT原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶是一種防御工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，使之失效，保證自身的安全。因為含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或不具備這種限制酶的識別序列，或通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。限制酶在原核生物中的作用是什么嗎？為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的DNA？

DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？“分子縫合針”DNA連接酶CTTAAGAATTCG磷酸二酯鍵DNA連接酶與DNA聚合酶一樣嗎？為什么？答：不一樣。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵,二者的差別主要表現(xiàn)在：（1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不相同。DNA連接酶與DNA聚合酶一樣嗎？為什么？學(xué)習·探究區(qū)本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)“分子縫合針”DNA連接酶種類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源連接末端類型共性T4噬菌體大腸桿菌只能連接黏性末端既可連接黏性末端，又可連接平末端。這兩種連接酶催化反應(yīng)基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口，而不能連接單鏈DNA。學(xué)習·探究區(qū)B

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)基因的載體質(zhì)粒，λ噬菌體的衍生物，動植物病毒等。“分子運輸車”載體必須具備的條件：3、具有某些標記基因，便于進行篩選。（如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等）2、具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接；1、能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；4、對受體細胞無害。載體的作用：1、將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中去。2、利用載體在受體細胞內(nèi)對外源基因進行大量復(fù)制。常用的載體有：質(zhì)粒質(zhì)粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在于細菌中，是細菌染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，大小只有普通細菌擬核DNA的百分之一。要對天然質(zhì)粒進行人工改造質(zhì)粒病毒(噬菌體和動植物病毒)基因的載體“分子運輸車”學(xué)習·探究區(qū)本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)學(xué)習·探究區(qū)許多細菌和酵母菌等生物

環(huán)狀DNA分子

自我復(fù)制

一個或多個限制酶

標記基因

不能

受體細胞無害

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)學(xué)習·探究區(qū)DNA

能夠自我復(fù)制

具有遺傳效應(yīng)

DNA連接酶

標記基因

供重組DNA的鑒定和選擇

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)學(xué)習·探究區(qū)C

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)學(xué)習·探究區(qū)限制性核

酸內(nèi)切酶原核雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端DNA連接酶磷酸二酯鍵本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)學(xué)習·探究區(qū)載體質(zhì)粒動植物病毒能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存具有一至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段插入具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)自我·檢測區(qū)本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)自我·檢測區(qū)本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)自我·檢測區(qū)A

本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)自我·檢測區(qū)本課時欄目開關(guān)知識·儲備區(qū)學(xué)習·探究區(qū)自我·檢測區(qū)自我·檢