1、选修3现代生物科技专题专题1 基因工程 DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 基因工程应用基因工程应用 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起基因工程的概念基因工程的概念是指按照人们的愿望，进行严格的设计，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外通过体外DNA重组技术重组技术和和转基因技术转基因技术，赋，赋予生物以新的予生物以新的遗传特性遗传特性，创造出更符合人，创造出更符合人们需要的们需要的生物类型生物类型和和生物产品生物产品，由于基因，由于基因工程是在工程是在DNA分子水平上进行设计和施工分子水平上进行设计和施工的，因此又叫的，因此又
2、叫DNA重组技术重组技术；也叫；也叫基因拼基因拼接技术接技术。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平原理原理目的目的基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的生物类型和生物产品人类需要的生物类型和生物产品基因重组基因重组基因工程概念的分析基因工程概念的分析基础理论和技术的发展催生了基因工程 20世纪中叶世纪中叶,基础理论取得了重大突破基础理论取得了重大突破 DNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明 DNA双螺旋结构和中心法则的确立双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译遗传密码的破
3、译 技术发明使基因工程的实施成为可能技术发明使基因工程的实施成为可能 基因转移载体的发现基因转移载体的发现 工具酶的发现工具酶的发现 DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明 DNA体外重组的实现体外重组的实现 重组重组DNA表达实验的成功表达实验的成功 第一例转基因动物问世第一例转基因动物问世 PCR技术的发明技术的发明科学、技术、社会的关系 科学提供对自然界的说明，技科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，调整着人类与
4、自然界的关系，推动着文明的进展。推动着文明的进展。专题专题1 基因工程基因工程1.1 DNA重组技术重组技术的基本工具的基本工具转基因抗虫棉转基因抗虫棉抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉抗虫害的玉米抗虫害的玉米转入抗寒基因的番茄转入抗寒基因的番茄转基因鲑鱼转基因鲑鱼粘性末端粘性末端平末端平末端1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶 磷酸二酯键磷酸二酯键 1.作用：2.种类：质粒质粒、噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物和动植物病毒等。和动植物病毒等。将将外源基因外源基因送入受体细胞。送入受体细胞。质粒的特点质粒的特点 最常用的质粒是大肠杆菌的质
5、粒，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有其中常含有抗药基因抗药基因，如四环素的如四环素的标记基因。标记基因。质粒的存在与否对受体质粒的存在与否对受体细胞生存没有决定性作用，但复制细胞生存没有决定性作用，但复制只能在受体细胞内完成。只能在受体细胞内完成。质粒是质粒是一种裸露的、结构简单、独一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核立于细菌染色体（即拟核DNADNA）之外，）之外，并且具有并且具有自我复制自我复制能力的能力的双双链链环环状状DNADNA分子。分子。质粒是基因工程最常用的载体。质粒是基因工程最常用的载体。3.作为载体必须具备的条件作为载体必须具备的条件1.假如目的基因导入受体
6、细胞后不能复制将怎样？假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2.作为载体没有作为载体没有切割位点切割位点将怎样？将怎样？3.目的基因目的基因是否是否进入受体细胞，你如何去察觉？进入受体细胞，你如何去察觉？4.如果载体对受体细胞有害将怎样？如果载体对受体细胞有害将怎样？作为运载体必须具备的条件作为运载体必须具备的条件u能够在受体细胞中能够在受体细胞中自我复制自我复制并并稳定稳定地保存。地保存。u具有具有一个或多个限制酶切点一个或多个限制酶切点，以便与外源基，以便与外源基因连接。因连接。u具有某些具有某些标记基因标记基因，便于进行筛选。，便于进行筛选。u必需是安全的，不会对受体细胞有害。必需是
7、安全的，不会对受体细胞有害。注意：真正用作运载体的质粒都注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。是人工改造过的。基因工程基因工程的工具的工具限制酶限制酶主要存在于原核生物中主要存在于原核生物中具有专一性具有专一性(识别序列识别序列)切开切开DNA分子的磷酸二酯键分子的磷酸二酯键DNA连连接酶接酶连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键种类种类E.coliDNA连接酶连接酶T4 DNADNA连接酶连接酶运载运载工具工具具备的具备的条件条件1.结构简单结构简单,大小适中能在宿主大小适中能在宿主细胞中自我复制并稳定存在细胞中自我复制并稳定存在2.具一个多个限制酶切位点具一个多个限制酶切位点3.具标记基因具标
8、记基因4.安全的，不会对受体细胞有害安全的，不会对受体细胞有害质粒、质粒、噬菌体衍生物、动植物病毒噬菌体衍生物、动植物病毒DNA聚合酶聚合酶与与DNA连接酶连接酶相同相同区别区别DNADNA聚聚合酶合酶DNADNA连连接酶接酶在单链上将一个个脱氧核苷酸连在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来接起来将两个将两个DNADNA片段连接起来；片段连接起来；将将DNADNA双链上的两个缺口同时双链上的两个缺口同时连接起来连接起来形成形成磷酸磷酸二酯二酯键键1、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B、EcoRI切割的是GA之间的氢键C限制酶一般不切割自身的DNA分子，
9、只切割外源DNAD限制酶只存在于原核生物中课堂巩固2、DNA连接酶催化的反应是()ADNA复制时母链与子链之间形成氢键 B黏性末端碱基之间形成氢键C两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接 DA、B、C都不正确3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是()A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是()能自主复制不能自主复制结构很小 是蛋白质是环状RNA是环状DNA能“友好”地“
10、借居”A、B、C D5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为()A、目的基因上有标记 B、质粒具有某些标记基因C、重组质粒能够复制 D以上都不正确6、关于质粒的叙述正确的是()A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子 B、质粒是唯一的载体C、重组质粒是目的基因 D、质粒可在宿主外单独复制7、基因工程中可用作载体的是()质粒 噬菌体病毒 动物细胞核A、B、C D、8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是()A、不能没有标记基因 B、是小型链状的DNA分子C、能够自我复制 D可与目的基因重组9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是(B )A、B、C、D、10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()(1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4)C、(1)(2)D、(1)(3)的复制的复制DNA
