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1、基因工程的概念：基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外的设计，并通过体外DNA重组和转基因等重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在物产品。由于基因工程是在DNA分子水平分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重重组技术或基因拼接技术。组技术或基因拼接技术。第一节第一节 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育
2、抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗虫基因)棉花植株棉花植株(有抗虫特性有抗虫特性)重组重组DNA导入导入形成形成DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具v准确切割准确切割DNA的工具（的工具（“分子手术刀分子手术刀”）vDNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”）v基因转移工具（基因转移工具（“分子运输车分子运输车”）基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进拼接等操作，没有非常精细
3、的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：行基因操作最少需要以下三种工具：一、一、“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 1、作用、作用限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶能识别双链能识别双链DNA分分子的某种特定的核苷酸序列子的某种特定的核苷酸序列，并在使每一条链中，并在使每一条链中特特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。断开。磷酸二酯键磷酸二酯键即脱氧核糖、磷即脱氧核糖、磷酸之间的连接酸之间的连接AAT TGGGGCCAAT TCCT TT TCCGGAAAAG A A T T C C T T A A G 中轴线中轴线C T T
4、A A G A A T T C G C C C G G G G G G C C C C C C G G G G G G C C C 黏性末端黏性末端平末端平末端 大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸个核苷酸 组成，例如，组成，例如，EcoR、Sma，也有，也有 少数有少数有4、5或或8个核苷酸组成。个核苷酸组成。大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识能识别别GAATTC序列，序列，SmaI识别识别CCCGGG序列序列:原核生物很容易受到自然界中外源原核生物很容易受到自然界中外源DNADNA的入侵，的入侵，但是长期的进化过程中，这些原核生物却没有因为但是
5、长期的进化过程中，这些原核生物却没有因为外源外源DNADNA的入侵而灭绝。的入侵而灭绝。根据我们刚刚掌握的知识，你能推测这其中的根据我们刚刚掌握的知识，你能推测这其中的原因吗？原因吗？原核生物细胞中的限制酶会将外源原核生物细胞中的限制酶会将外源DNADNA切割掉，使之切割掉，使之失效，以保证自身的安全，但是不会切割自身的失效，以保证自身的安全，但是不会切割自身的DNADNA，这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。2、DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”作用作用把两条把两条DNA末端之间的缝隙末端之间的缝隙“缝缝合合”起来。起来。G
6、 A A T T C C T T A A G 即脱氧核糖、磷酸基之间的连接即脱氧核糖、磷酸基之间的连接 GP AP 限制酶切割后有两种不同的结果，限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用那么恢复它们的连接时，所用DNA连连接酶是否一样呢？接酶是否一样呢？E.coliDNAE.coliDNA连接酶：连接黏性末端连接酶：连接黏性末端T T4 4DNADNA连接酶：连接黏性末端和平末端连接酶：连接黏性末端和平末端DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶连接连接DNA链链 双链双链 单链单链连接部位连接部位两两DNA片段之
7、间片段之间的磷酸二酯键的磷酸二酯键将游离的脱氧将游离的脱氧核苷酸通过磷核苷酸通过磷酸二酯键连接酸二酯键连接起来。起来。寻根问底寻根问底：DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？聚合酶是一回事吗？为什么？基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，还的基因在乙生物体内进行表达，还得将这个基因送到乙生物的细胞内得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。就是载体。质粒质粒拟核拟核大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞作为载体的必要条件作为载体的必要条件v能自
8、我复制能自我复制v有切割位点有切割位点v有标记基因有标记基因v对受体细胞无害对受体细胞无害随堂练习：1、关于限制酶的说法中，正确的是（、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序碱基序 列列B、EcoRI切割的是切割的是GA之间的氢键之间的氢键C限制酶一般不切割自身的限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切分子，只切 割外源割外源DNAD限制酶只存在于原核生物中限制酶只存在于原核生物中答案：答案：C2.（多选）（多选）有关基因工程的叙述中，错误的是有关基因工程的叙述中，错误的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传、基因工程技术能定向地改造生物的遗传 性状，培育生物新品种性状，培育生物新品种 B、重组、重组DNA的形成在细胞内完成的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体、质粒都可作为运载体答案：答案：BD3.下列四条下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是分子，彼此间具有粘性末端的一组是 A B C D答案：答案：D