第三章

基因工程蘇云金桿菌毒蛋白基因毒蛋白殺死害蟲棉花細(xì)胞抗蟲棉的培育什么是目的基因？什么是受體細(xì)胞？什么是目的基因的表達(dá)產(chǎn)物？

基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外____________和____________等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做__________技術(shù)。

DNA重組轉(zhuǎn)基因DNA重組一、基因工程的概念

理論基礎(chǔ)1.DNA的基本組成單位相同(都是四種脫氧核苷酸)2.都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則3.DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

理論基礎(chǔ)1.基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)與功能單位2.遺傳信息傳遞都遵循中心法則3.生物界幾乎共用一套遺傳密碼基因工程的誕生理論基礎(chǔ)3.1重組DNA技術(shù)的基本工具磷酸酯鍵基因工程是在DNA上進(jìn)行的______水平的設(shè)計(jì)施工，需要有專門的工具。分子

限制性內(nèi)切核酸酶（簡(jiǎn)稱__________）限制酶

限制酶的專一性體現(xiàn)在：一種限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的_______________，并且使每一條鏈中特定部位的______________斷開。

大腸桿菌中的一種叫做EcoRI的限制酶，能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別DNA中的__________序列，并在G和A之間將這段序列切開（實(shí)質(zhì)是在________________與__________________之間切斷磷酸二酯鍵）。特定核苷酸序列磷酸二酯鍵GAATTC腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”

黏性末端黏性末端（1）實(shí)例1—EcoRⅠ限制酶：EcoRⅠ識(shí)別序列為GAATTC，EcoRⅠ切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵。（2）實(shí)例2——SmaⅠ限制酶：SmaⅠ識(shí)別序列為CCCGGG，SmaⅠ切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵。平末端

SmaI能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別DNA中的_________序列，并在______之間將這段序列切開（實(shí)質(zhì)是在鳥嘌呤脫氧核苷酸與胞嘧啶脫氧核苷酸之間切斷磷酸二酯鍵）。

當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的__________________將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是______末端，而當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的_____________切開時(shí)，產(chǎn)生的則是平末端。EcoRI切割DNA產(chǎn)生______末端，SmaI切割DNA產(chǎn)生______末端。GGGCCCG和C中心軸線兩側(cè)黏性中心軸線處黏性平1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”

1、已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—GGATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。

（1）能被限制酶I切割的DNA，______（能/不能）被限制酶II切割；

（2）能被限制酶II切割的DNA，____________（能/不能/不一定能）被限制酶I切割。能不一定能

練習(xí)

現(xiàn)有來自兩種生物的DNA片段1和DNA片段2，用同一種限制酶處理后，DNA片段1和2帶有______的黏性末端。在一個(gè)混合體系中，DNA片段1和2隨機(jī)碰撞在一起時(shí)，黏性末端之間會(huì)自發(fā)形成______，但不同DNA片段骨架上的缺口無法自動(dòng)連接。DNA連接酶的作用是：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被________切開的兩個(gè)__________之間的____________。相同氫鍵限制酶核苷酸磷酸二酯鍵2.DNA連接酶——“分子縫合針”

類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源________________________功能只縫合____________縫合____________和____________結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_________________大腸桿菌T4噬菌體黏性末端黏性末端平末端磷酸二酯鍵DNA連接酶的種類和特點(diǎn)DNA連接酶的作用示意圖DNA聚合酶的作用示意圖

通常是利用______作為載體，將目的基因送入受體細(xì)胞中。質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有__________能力的很小的雙鏈_____DNA分子。

在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有____________、__________等。質(zhì)粒自我復(fù)制環(huán)狀噬菌體動(dòng)植物病毒大腸桿菌及質(zhì)粒結(jié)構(gòu)模式圖3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”

質(zhì)粒作為運(yùn)載體的優(yōu)點(diǎn)：

①質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于_____________________；

②質(zhì)粒含有復(fù)制原點(diǎn)，可在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞_______上；

③質(zhì)粒DNA分子上有特殊的____________，如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，供重組DNA的_______。外源DNA片段（目的基因）插入DNA標(biāo)記基因篩選3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”

“分子手術(shù)刀”準(zhǔn)確切割DNA分子“分子縫合針”“分子運(yùn)輸車”將DNA片段連接起來將體外重組好的DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞1、普通的細(xì)菌一般是對(duì)抗生素______（敏感/不敏感）的，在含有青霉素或四環(huán)素的培養(yǎng)基中______（能/不能）生長(zhǎng)。如果給普通細(xì)菌導(dǎo)入一個(gè)含有四環(huán)素抗性基因的質(zhì)粒，四環(huán)素抗性基因的____________可使細(xì)菌獲得抵抗四環(huán)素的性狀。敏感不能表達(dá)產(chǎn)物

練習(xí)2、圖甲是含有目的基因的外源DNA片段，圖乙是用于將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的質(zhì)粒（陰影部分表示抗生素抗性基因），相關(guān)限制酶的作用部位如圖所示，現(xiàn)欲培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因抗病植株，回答下列問題。（1）在基因工程的操作中，不宜選用SmaI，原因是SmaI會(huì)破壞__________和__________________________。（2）在基因工程的操作中，不宜選用EcoRI，原因是用EcoRI切割外源DNA片段后，__________________________________________________。目的基因質(zhì)粒上的抗生素抗性基因目的基因只有一側(cè)含有黏性末端，不能插入到質(zhì)粒中

練習(xí)

構(gòu)建重組DNA分子(EcoRⅠ切割)…TATCGTACGATAGGTACTTAA

…ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC…GCCGTATG……TCCTAG…AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCCATAC…

GGTATG…GAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATG思考…TATCGTACGATAGGTACTTAA

…ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC…GCCGTATG…GAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATG剪刀代表限制酶，透明膠條代表DNA連接酶。1.剪刀和透明膠條分別代表哪種“分子工具”？3.插入載體的這段DNA片段能稱得上一個(gè)基因嗎？思考：不能。真正的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，且含有幾百至幾千個(gè)不等的堿基對(duì)。2.你制作的黏性末端的堿基能不能互相配對(duì)？如果不能，可能是什么原因造成的？可能是剪切位點(diǎn)或連接位點(diǎn)的選擇不對(duì)（也可能是其他原因）。比如在書寫將要重組的兩個(gè)DNA分子時(shí)，一般要求有同一種限制酶的識(shí)別和切割位點(diǎn)，這樣切割后才會(huì)露出相同的黏性末端，否則黏性末端不同，堿基就無法配對(duì)。