第一章基因工程第一節(jié)工具酶的發(fā)現(xiàn)

第一節(jié)工具酶的發(fā)現(xiàn)和

基因工程的誕生第一章基因工程轉(zhuǎn)讓人胰島素基因的大腸桿菌？

細菌和人是差異非常大的兩種生物,通過某種生物技術(shù),細菌能夠合成人體的胰島素，這個過程這樣進行的呢？這可不是普通的細菌，它是嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。從大腸桿菌說起一、基因工程

1.基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。其核心是構(gòu)建重組DNA分子。首只轉(zhuǎn)基因豬產(chǎn)生基因工程誕生的理論基礎(chǔ):DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立遺傳信息傳遞方式的認定

2.基因工程誕生的理論基礎(chǔ)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立是基因能夠重新拼接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)生物共用一套遺傳密碼是基因能在異體細胞中表達的基礎(chǔ)

3.基因工程創(chuàng)建的技術(shù)保障剪刀:限制性核酸內(nèi)切酶針線:DNA連接酶運輸工具:質(zhì)粒等限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)?！d體第一節(jié)工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生一.限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）閱讀課本，思考以下幾個問題：1、什么是限制性核酸內(nèi)切酶？作用是什么？2、限制性核酸內(nèi)切酶如何識別、切割DNA分子？3、限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)對于基因工程誕生有何意義？1、限制性核酸內(nèi)切酶的概念：能夠識別和切割DNA分子內(nèi)一小段特殊核苷酸序列的酶2、特點：具有專一性（一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子）重播3、作用能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使得每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂什么叫粘性末端？當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線兩側(cè)切開時，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的末端叫粘性末端。*什么叫平末端？當(dāng)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。要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個粘性末端？要切兩個切口，產(chǎn)生四個粘性末端。思考基因的針線：DNA連接酶

G

AA

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G同種限制性核酸內(nèi)切酶切割二、DNA連接酶——“分子縫合針”

1、作用：將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接起來，即連接梯子兩邊扶手的斷口（形成磷酸二酯鍵）思考：（05天津理綜）限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個切點，在目的基因的兩側(cè)各有一個酶Ⅱ的切點。（1）請畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。（2）請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。（3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？③在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來？為什么？可以連接的，因為由兩種限制性內(nèi)切酶切割后所形成的黏性末端是相同的（或是可以互補的）DNA連接酶對基因工程誕生的意義?——縫合DNA片段，可以將外源基因和載體DNA連接在一起DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同和不同點？思考：能形成磷酸二酯鍵的有哪些？相同區(qū)別DNA聚合酶DNA連接酶形成磷酸二酯鍵只能將單個核苷酸連接到核酸片段上;以一條DNA鏈為模板,形成互補的DNA鏈。將兩個DNA片段連接形成磷酸二酯鍵；將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需要模板。DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同和不同點？最常用的質(zhì)粒：大腸桿菌質(zhì)粒三、基因工程的載體最常用的載體：質(zhì)粒作為載體的必要條件：1、能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存2、具一個或多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3、具有某些標記基因，便于進行篩選。4、對受體細胞無害作為載體的必要條件能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存具一個或多個限制酶切點，以便與外源基因連接。具有某些標記基因，便于進行篩選。對受體細胞無害三、質(zhì)粒最常用的質(zhì)粒：大腸桿菌質(zhì)粒基因工程的載體1、概念：能夠自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子，在細菌中以獨立于染色體外的方式存在，是一種特殊的遺傳物質(zhì)。2、作用：運載外源DNA（目的基因）進入宿主細胞，是基因工程的載體真核生物如：酵母菌也有質(zhì)?；蜻M入受體細胞的載體假如目的基因?qū)胧荏w細胞后不能復(fù)制將怎樣？作為載體沒有切割位點將怎樣？目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？如果載體對受體細胞有害將怎樣？

1972年,科學(xué)家首次用一種限制酶切割猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌體DNA分子,然后使用DNA連接酶進行連接,形成了重組的DNA分子.四、基因工程的誕生

1973年斯坦福大學(xué)的科學(xué)家進一步實現(xiàn)了細菌之間的性狀轉(zhuǎn)移.同一種限制性核酸內(nèi)切酶猿猴病毒SV40的DNAR噬菌體的DNADNA連接酶重組DNA分子1972年,美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家合成第一個人工DNA重組產(chǎn)物同一種限制性核酸內(nèi)切酶大腸桿菌的含四環(huán)素抗性基因的質(zhì)粒大腸桿菌的含卡那霉素抗性基因的質(zhì)粒DNA連接酶重組質(zhì)粒1973年,美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家,第一個基因工程的誕生大腸桿菌(抗四環(huán)素和卡那霉素)1）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)在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同種限制酶B.兩種限制酶同種連接酶D.兩種連接酶A.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