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1、2、原、原 理：理：3、操作水平：、操作水平：4 4、结、结 果果：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。基因工程基因工程1、概念：、概念：称基因拼接技术或称基因拼接技术或DNA重组技术重组技术v就是按照人们的意愿，把就是按照人们的意愿，把一种生物一种生物的某种的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物另一种生物的细胞里，的细胞里，定向定向地改造生物的地改造生物的遗传性状遗传性状。l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”）l
2、DNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”）l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：1.1DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶作用作用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，并且使每一条链中特子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开定部
3、位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。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 TCCGGAAAA来源来源:主要从原核生物主要从原核生物中分离出来中分离出来结果结果:产生黏性末端产生黏性末端和平末端和平末端 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个核苷酸组个核苷酸组成，例如，成，例如，EcoR、Sma，也有少数由，也有少数由4、5或或8个核苷酸组成。个核苷酸组成。G A A T T C C T T A A G 中轴线中轴线C T T A A G A A T T C G 大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制
4、酶（EcoR)能识能识别别GAATTC序列，序列，SmaI识别识别CCCGGG序列序列: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 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。根据我们掌握的知识，你能推测这类酶在原核生物根据我们掌握的知识，你能推测这类酶在原核生物中的作用是什么吗？中的作用是什么吗？原核生物细胞中的限制酶会将外源原核生物
5、细胞中的限制酶会将外源DNADNA切割掉，切割掉，使之失效，以保证自身的安全，但是不会切割自使之失效，以保证自身的安全，但是不会切割自身的身的DNADNA，这是原核生物在长期进化过程中形成，这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。的一套防御机制。GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA
6、AATTCCGTAG 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 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，一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。那种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用么恢复它们的连接时，所用DNA连接酶连接酶是否一样呢？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
7、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片段之间的片段之间的磷酸二酯键磷酸二酯键将游离的脱氧核将游离的脱氧核苷酸通过磷酸二苷酸通过磷酸二酯键连接起来。酯键连接起来。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？3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体 常常用用的的运运载载体体：质质粒粒、噬噬菌菌体体和和动动植物病毒等植物病毒等标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。质粒存在于质粒存在于许多细菌和酵母许多细菌和酵母菌等生物中菌等生
8、物中,是细是细菌拟核外能够自菌拟核外能够自主复制的很小的主复制的很小的环状环状DNADNA分子分子.作为载体的必要条件作为载体的必要条件l能自我复制并稳定保存能自我复制并稳定保存l具有一个或多个限制酶切点具有一个或多个限制酶切点l具有标记基因具有标记基因l对受体细胞无害对受体细胞无害随堂练习：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碱基序列碱基序列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，只切割分子，只切割外源外源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性、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