1、他想過嗎?定向基因改造想象 想象一能否讓禾本科的植物也可以固定空氣中的氮？能否讓細菌“吐出蠶絲？想象二能否讓微生物產生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？想象三經過多年的努力，科學家于20世紀70年代創建了可以定向改造生物的新技術基因工程。 基因工程，又叫DNA重組技術。是指按照人們的愿望，在DNA分子程度上進展嚴厲的設計，并經過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而發明出更符合人們需求的新的生物類型和生物產品。什么是基因工程?一、基因工程的概念基因工程的別名操作環境操作對象操作水平基本過程實質(原理)結果基因拼接技術或DNA重組技術生物體外基因DNA分子程度人類需求的基因產物

2、剪切 拼接 導入 表達基因重組優點： 定向改造生物性狀 抑制遠緣雜交不親和的妨礙 育種周期短1、DNA是遺傳物質。2、DNA的雙螺旋構造3、中心法那么的提出4、遺傳密碼的破譯二、基因工程的誕生一實際根底：1) 基因轉移載體質粒的發現2) 多種限制酶、銜接酶，以及逆轉錄酶工具酶的發現3) DNA合成和測序技術的發明4) DNA體外重組的實現5) 重組DNA表達實驗的勝利6) 第一例轉基因動物問世7) PCR技術的發明二技術發明：三、基因工程的原理1、不同生物DNA分子得以重新拼接的根底1DNA分子的根本組成單位都是四種脫氧核苷酸。2DNA分子的空間構造都是規那么的雙螺旋構造。3一切DNA 堿基互

3、補配對方式一樣。2、外源DNA在受體內表達的根底1基因是控制生物性狀的根本單位，具有相對獨立性。2遺傳信息的傳送都遵照中心法那么。3生物界共用一套遺傳密碼。基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：在以上過程中關鍵步驟或難點是什么？普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因經過運載體導入轉基因棉花含抗蟲基因轉基因棉花產生伴胞晶體轉基因棉花有抗蟲特性關鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內提取出來關鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA銜接關鍵步驟三：抗蟲基因導入受體(棉花)細胞剪切 拼接 導入 表達處理培育抗蟲棉的關鍵步驟需求哪些工具？關鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內提取出來抗蟲基因與棉花DN

4、A“縫合抗蟲基因進入棉花細胞“分子手術刀 限制性核酸內切酶“分子縫合針 DNA銜接酶“分子運輸車 基因進入受體細胞的載體關鍵步驟二：關鍵步驟三：DNA重組技術的根本工具限制性核酸內切酶“分子手術刀來源：主要從原核生物中分別純化出來。種類：已從近300種微生物中分別出4000種限制酶。作用： 1.能識別雙鏈DNA的某種特定核苷酸序列2.使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。作用特點：具有特異性專注性。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割DNA分子，限制酶的識別序列：大多數限制酶的識別序列由6個核苷酸組成，少數的識別序列由4、5或8個核苷酸組成作用結果構成

5、兩種末端：黏性末端或平末端12345脫氧核苷酸的構造 G1234512345 A3,5-磷酸二酯鍵3端5端3端5端 一個核苷酸核糖上第3位的羥基與下一個核苷酸核糖上第5位的磷酸羥基脫水縮合成酯鍵，該酯鍵稱又3,5磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵：磷酸二酯鍵：即脫氧核糖、磷酸之間的銜接仔細察看各限制酶識別的特定序列有何特點？限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特點是：呈現堿基互補對稱，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向反復的。黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割 大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。中軸線CT

6、TCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 練習運用EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因Sma平末端平末端只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。中軸線平末端平末端SmaI限制酶的切割當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。限制酶的作用結果：產生黏性末端或平末端。他能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？P4原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生

7、物在長期的進化過程中構成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的損害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證本身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而到達維護本身的目的。課后習題：為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA? 主要切割外源 DNA，而對本身的 DNA 不起作用，到達維護本身的目的。緣由是原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列曾經被修飾。 要想獲得某個特定性狀的基因必需求用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性(平)末端？要切兩個切口，產生四個黏性(平)末端。假設把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會

8、怎樣呢？會產生一樣的黏性(平)末端，然后讓兩者的黏性(平)末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。1.以下關于限制酶的說法正確的選項是A限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割 DNA 后都會構成黏性末端D限制酶的作用部位是特定的核苷酸構成的氫鍵B2.在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的 DNA 片斷時，需運用A同種限制酶 B兩種限制酶C同種 DNA 銜接酶 D兩種 DNA 銜接酶A3.以下四條DNA片段，能夠是由同一種限制酶切割而成的是ABC DDDNA銜接酶銜接酶的作用：將互補配對的兩個黏性末端或平末端銜接起來，使之成

9、為一個完好的DNA分子。基因進展了切割以后就有了切口， 怎樣才干將有切口的基因與其他基因縫合在一同呢？積極思索二DNA銜接酶 分子縫合針磷酸二酯鍵G A A T T C C T T A A G GP AP 把兩條雙鏈DNA片段之間的縫隙“縫合起來。即將脫氧核糖和磷酸銜接起來.要實現目的基因與載體的銜接那么在對其切割時應選用 限制酶。1、作用：作用原理催化磷酸二酯鍵構成 2、作用部位：3、分類Ecoli DNA銜接酶或T4DNA銜接酶根據酶的來源不同，可以將這些酶分為兩類：同一種 DNA銜接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合起來，即把梯子兩邊扶手的斷口銜接起來，這樣一個重組的DNA分子就構成了。類型

10、來源功能一樣點差別EcoliDNA銜接酶T4DNA銜接酶大腸桿菌T4噬菌體恢復磷酸二酯鍵只能銜接黏性末端能銜接黏性末端和平末端(效率較低)作用應用限制性核酸內切酶DNA連接酶DNA銜接酶與限制酶的比較 (1)區別：(2)兩者的關系可表示為：使特定部位的磷酸二酯鍵斷裂用于提取目的基因和切割載體在DNA片段之間重新構成磷酸二酯鍵用于目的基因和載體的銜接兩DNA片段要具有互補的黏性末端才干拼起來DNA銜接酶的縫協作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合起來，留意：DNA銜接酶可銜接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能銜接單鏈DNA！ Ecoli DNA銜接酶或T4DNA銜接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合起來

11、，即恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵由于氫鍵是分子間作用力，其斷裂與重新構成均以限制酶和DNA銜接酶無關。DNA銜接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4 DNA銜接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合起來，但效率較低DNA銜接酶的縫協作用A A T T GCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用DNA連接酶DNA聚合酶相同點作用實質化學本質不同點模板作用對象 作用結果用途都能催化兩個核苷酸之間構成磷酸二酯鍵都是蛋白質，但組成和性質不同不需求需求構成DNA的一條鏈基因工程DNA復制DNA銜接酶與DNA聚合酶的比較在兩個DNA片段之間構成磷

12、酸二酯鍵(用于基因工程操作)將單個核苷酸加到已存在的DNA片段的 3端的羥基上，構成磷酸二酯鍵(用于 DNA 的復制)將存在的 DNA 片段銜接成完好重組 DNA 分子限制性內切酶的識別序列和切點是GGATCC，限制性內切酶的識別序列和切點是GATC。在質粒上有酶的一個切點，在目的基因的兩側各有一個酶的切點。1請畫出質粒被限制酶切割后所構成的黏性末端。 2請畫出目的基因兩側被限制酶切割后所構成的黏性末端。3在DNA銜接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后構成的黏性末端能否銜接？為什么？可以銜接。由于由兩種不同限制酶切割后構成的黏性末端是一樣的或是可以互補的 三基因進入受體細胞的載體 分子運輸車

13、具備哪些條件才干充任“分子運輸車？A、具有多個限制酶切割位點，以便外源基因插入其中； B、具有特殊的標志基因，便于鑒定和選擇。C、可以在宿主細胞中復制并穩定地保管；D、對受體細胞無害2、載體的作用1、載體必需具備的條件：3、種類：將外源基因送入受體細胞。質粒、噬菌體衍生物、動植物病毒等E、載體DNA分子大小應適宜,以便提取和在體外進展操作,太大就不便操作.在受體細胞內對目的基因進展大量復制有標志基因的存在，可用含青霉素的培育基鑒別。有切割位點能復制并帶著插入的目的基因一同復制質粒裸露的、構造簡單的、獨立于細菌染色體即擬核DNA之外，并具有自我復制才干的很小的雙鏈環狀DNA分子。最常用運載體質粒

14、 實踐上在基因工程操作中，真正被用作載體的質粒，并不具備一切條件，都是在天然質粒的根底上進展過人工改造的。小結基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有專注性(識別序列)切開DNA分子的磷酸二酯鍵DNA連接酶銜接磷酸二酯鍵 種類E.coliDNA銜接酶T4 DNA銜接酶運載工 具具備的條件構造簡單,大小適中能在宿主細胞中自我復制并穩定存在具一個或多個限制酶切位點具標志基因對受體細胞無害質粒、 噬菌體衍生物 、動植物病毒 項目 種類作用底物作用部位作用結果限制酶DNA 連接酶DNA 聚合酶DNA(水解)酶DNA 解旋酶幾種酶的比較：DNA 分子磷酸二酯鍵構成黏性末端或平末端DNA 分子片段磷酸

15、二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA 分子DNA 分子脫氧核苷酸構成重組 DNA 分子構成子代DNA 分子構成脫氧核苷酸構成單鏈 DNA 分子堿基對間的氫鍵(1)不同DNA分子用同一種限制酶切割構成的黏性末端都一樣；同一個DNA分子用不同限制酶切割，產生的黏性末端普通不一樣。(2)不同限制酶切割構成的黏性末端，假設互補那么可以相互重新配對。四種酶的作用部位圖解( 1)作用于a(磷酸二酯鍵)的酶有：(2)作用于b(氫鍵)的酶是: 限制酶、DNA銜接酶、DNA聚合酶。解旋酶。(1)DNA銜接酶的作用不是銜接互補的堿基之間的氫鍵，而是脫氧核糖和磷酸間的磷酸二酯鍵。(2)限制酶切割一次，會產生2個黏性末端

16、或平末端，水解2個磷酸二酯鍵。(3)限制酶的作用并非只是切取目的基因，還用于切割載體。1.以下關于 DNA 銜接酶的表達中，正確的選項是催化一樣黏性末端的 DNA 片段之間的銜接催化不同黏性末端的 DNA 片段之間的銜接催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的構成催化 DNA 分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的構成ABCDD2.以下哪項不是基因工程中經常運用的“分子運輸車A細菌質粒 B噬菌體的衍生物C動植物病毒 D細菌核區的 DNAD3.以下關于基因工程中所選用的質粒的說法，錯誤的選項是A不能沒有標志基因 B是小型鏈狀的 DNA 分子C可以自我復制 D可與目的基因重組B4.以下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發生的變化，圖中依次表示限制性核酸內切酶、DNA聚合酶、DNA銜接酶、解旋酶作用的正確順序是 () A B C D此題調查不同工具酶的作用及作用特點。圖示中表示該酶切割DNA分子雙鏈產生黏性末端的過程，用到的酶是限制性核酸內切酶；是黏性末端銜接的過程，用到的酶是DNA銜接酶；是DNA分子解旋的過程，要用解旋酶；是DNA復制過程，需求DNA聚合酶。C5.下面是四種不同質