第三章基因工程

第一節(jié)基因工程及其技術(shù)第3課時基因工程的基本操作程序限制酶DNA解旋酶區(qū)別限制性核酸內(nèi)切酶與DNA解旋酶的區(qū)別切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵將DNA兩條鏈的氫鍵打開形成兩條單鏈限制酶DNA水解酶區(qū)別限制性內(nèi)切酶與DNA水解酶的區(qū)別切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵，形成片段的DNA.切割磷酸二酯鍵，形成單個的脫氧核苷酸。DNA聚合酶DNA連接酶區(qū)別1區(qū)別2相同點1)只能將單個核苷酸連接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵1)在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵2)以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條互補的DNA鏈2)將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需要模板DNA連接酶與DNA聚合酶的比較

項目種類作用底物作用部位作用結(jié)果DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯鍵形成脫氧核苷酸限制酶DNA分子磷酸二酯鍵

形成片段的DNADNA連接酶DNA分子片段磷酸二酯鍵連接DNA片段DNA聚合酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵連接脫氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子堿基對間的氫鍵形成單鏈DNA分子幾種酶的比較

（多選）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是

A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種

B、重組DNA的形成在細(xì)胞內(nèi)完成

C、目的基因須由運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D、質(zhì)粒都可作為運載體答案：BD2和7能連接形成…ACGT…

…TGCA…；4和8能連接形成…GAATTC…

…CTTAAG…；3和6能連接形成…GCGC…

…CGCG…；1和5能連接形成…CTGCAG…

…GACGTC…。目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因操作的基本步驟(一）提取目的基因目的基因：人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因，主要指編碼蛋白質(zhì)的基因。供體生物細(xì)胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶提取目的基因的方法⑴直接分離基因(從基因文庫中獲取）——鳥槍法將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運載體將這些片段都運載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只要有一個細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達，基因工程就算成功了。

該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。⑵人工合成基因法有兩種方法：

①直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。某種生物的單鏈mRNA單鏈互補DNA雙鏈cDNA片段導(dǎo)入受體菌中儲存與載體連接cDNA文庫反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶反轉(zhuǎn)錄法：cDNA的合成流程圖解DNA合成儀（3）利用PCR技術(shù)擴增目的基因

（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）②逆（反）轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。質(zhì)粒DNA分子限制酶處理一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同一種(二)目的基因與運載體結(jié)合基因表達載體的組成：復(fù)制原點+目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因(三)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化——方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞(體細(xì)胞）將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞（受精卵）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態(tài)細(xì)胞（Cacl2處理）目的基因進入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(四)目的基因的檢測與鑒定——檢查是否成功檢測—鑒定——①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA

上是否插入了目的基因②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法——方法——方法——DNA分子雜交分子雜交抗原抗體雜交從蘇云金芽苞桿菌中提取抗蟲基因從土壤農(nóng)桿菌中提取帶有選擇性標(biāo)記的質(zhì)粒同一種限制酶處理抗蟲基因與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒將重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌篩選將土壤農(nóng)桿菌與棉花細(xì)胞混合培養(yǎng)侵染重組質(zhì)粒將抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并整合到棉花的DNA上植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲棉抗蟲棉的培育流程圖：1）基因工程依據(jù)的遺傳學(xué)原理是（）A．基因突變B．基因重組C．染色體變異D．DNA復(fù)制練習(xí)B2）以下說法正確的是（）

A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體

C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接

D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來C練習(xí)3）不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是

A、能復(fù)制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標(biāo)記基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習(xí)4）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（）

A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來

B、限制性內(nèi)切酶可用于目的基因的獲取

C、目的基因須由運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶A練習(xí)5）有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）

A、限制酶只在獲得目的基因時才用

B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成

C、質(zhì)粒都可作為運載體

D、只要把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞就會產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)D練習(xí)6）基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是（）

A、人工合成目的基因

B、目的基因與運載體結(jié)合

C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

D、目的基因的檢測和表達C練習(xí)7、基因工程是在現(xiàn)代生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的，并有賴于微生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展運用。基因工程基本操作流程如下圖，請據(jù)圖分析回答：①②③④獲取目的基因A拼接B含重組DNA的受體細(xì)胞擴增和篩選工程動物工程植物工程菌選育優(yōu)良動物優(yōu)良植物表達產(chǎn)物質(zhì)粒導(dǎo)入選育選育①要用-------②要用------A是-------B是--------

科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入”棉花的細(xì)胞中與棉花結(jié)合起來并發(fā)揮作用，回答：1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是

，此工具主要存在于________中，其特點是:_________________。限制酶微生物

一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點切割2）蘇云金芽孢桿菌中一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基因的具體做法是：用

酶將蘇云金芽孢桿菌的

切成許多片段，然后將這些片段分別

____________，再通過

___________導(dǎo)入不同的受體細(xì)胞中，讓它們在各個不同的受體細(xì)胞中大量

，從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把________________________分離出來。3）進行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個步驟是：

；

；

；

。限制酶DNA與運載體結(jié)合運載體復(fù)制帶有目的基因的DNA片段目的基因的獲取；基因表達載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與鑒定12、1997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌中表達成功。請據(jù)右下圖回答問題。1)此圖是采取

合成基因的方法獲取

基因的過程。 2)圖中①DNA是以_______________________

為模板，形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的目的基因。人工目的

控制胰島素合成的信使RNA(3)圖中③代表

，它往往含______

基因，以便對目的基因的檢測。(4)圖中④表示