1、专题专题1-1 基因工程的概念基因工程的概念 1、概念：、概念：基因工程又叫做基因工程又叫做基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技术重组技术。 通俗的说就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取通俗的说就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取 出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向 的改造生物的性状。的改造生物的性状。 2、DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具 “分子手术刀”“分子手术刀” 限制酶限制酶 “分子缝合针”“分子缝合针” DNA连接酶连接酶 “分子运输车”“分子运输车” 运载体运载体 例例1：科学家们
2、经过多年的努力，创立了：科学家们经过多年的努力，创立了 一种新兴生物技术一种新兴生物技术基因工程，实施该基因工程，实施该 工程的最终目的是工程的最终目的是 A. 定向提取生物体的定向提取生物体的DNA分子分子 B. 定向地对定向地对DNA分子进行人工“剪切”分子进行人工“剪切” C. 在生物体外对在生物体外对DNA分子进行改造分子进行改造 D. 定向地改造生物的遗传性状定向地改造生物的遗传性状 D 使每一条链中特定部位的两个核苷酸之使每一条链中特定部位的两个核苷酸之 间的间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开（断开（切割切割DNA分子）分子） 原核生物（微生物）原核生物（微生物） 1、来源：、来源： 3
3、、作用：、作用： 4、结果：、结果： 形成两种末端 形成两种末端 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 黏性末端黏性末端 平末端平末端 2、特点、特点：具有专一性具有专一性 一种一种限制酶只能识别一种特定的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列核苷酸序列并且能并且能 在在特定的切点上切割特定的切点上切割DNA分子分子 黏性末端黏性末端 被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口， 带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互互 补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。 限制酶限制酶 平末端平末端 当
4、限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时， 切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是平整的，两条单链的切口，是平整的， 这样的切口叫这样的切口叫平末端平末端。 例例2.2.下列有关基因工程中限制酶的描述，下列有关基因工程中限制酶的描述， 错误的是错误的是 A.A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷 酸序列酸序列 B.B.限制酶的活性受温度的影响限制酶的活性受温度的影响 C.C.限制酶能识别和切割限制酶能识别和切割RNARNA D.D.限制酶可从原核生物中提取限制酶可从原核生物中提取 C 例例3 3：同一种限制酶切割成的黏性末端
5、是：同一种限制酶切割成的黏性末端是 A. B. C. D. A 如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？来切割，会怎样呢？ 会产生会产生相同的黏性相同的黏性(平平)末端末端，然后让两，然后让两 者的黏性者的黏性(平平)末端末端黏合黏合起来，就似乎可以合起来，就似乎可以合 成重组的成重组的DNA分子了。分子了。 思考思考? ? 二、“分子缝合针”二、“分子缝合针”DNA连接酶连接酶 1、作用 、作用: 把切下来的把切下来的DNA片段拼接成新的片段拼接成新的DNA， 即将即将脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸连接起来连接起来. 2、作用原理：、作用原
6、理： 催化催化磷酸二酯键磷酸二酯键形成形成 3、类型：、类型： 类型 E coliDNA连接酶连接酶 T4DNA连接酶连接酶 来源来源 功能功能 大肠杆菌大肠杆菌 T4噬菌体噬菌体 恢复恢复 磷酸磷酸 二酯键二酯键 只能连接只能连接黏性末端黏性末端 能连接能连接黏性末端黏性末端和和 平末端平末端(效率较低效率较低) 相同点相同点 差别差别 可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙“缝合”缝隙“缝合”起来，起来， E coli DNA连接酶连接酶 或或T4DNA连接酶连接酶 即即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T T4 4DNADNA连接
7、酶连接酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 区别区别 相同点相同点 寻根问底寻根问底 DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶是一回事吗聚合酶是一回事吗?为什么为什么? 只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连接连接 到已有的到已有的DNADNA片段上，片段上， 形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键 形成形成磷酸二酯键磷酸二酯键 在在两个两个DNADNA片段之间片段之间 形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键 例例4、据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的、据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的 是（是（ ） A. 限制性内切酶可以切断限制性内切酶可以切断a处，处，DNA连接酶可以连接连接酶可以连接 a处处 B. DNA聚合
8、酶可以连接聚合酶可以连接a处处 C. 解旋酶可以使解旋酶可以使b处解开处解开 D. 连接连接C处的酶可以为处的酶可以为DNA连接酶连接酶 D 例例5、某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的 某一特定序列BclI酶切后，可产生大小不同的片段（如图1， bp表示碱基对），据此可进行基因诊断。图2为某家庭病的 遗传系谱。 下列叙述错误的是 A. h基因特定序列中Bcl 1酶切位点的消失是碱基序列改变的结 果 B. II-1的基因诊断中只出现142bp片段，其致病基因来自母亲 C.若II-2的基因诊断中出现142bp，99bp和43bp三个片段，其 基因型为XHXh D. II-3的丈夫表
9、现型正常，其儿子的基因诊断中出现142bp片 段的概率为1/2. 【答案答案】D 三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体 1、作用：将目的基因导入受体细胞 2、常用运载体：质粒 动植物病毒 噬菌体 3、特点： （1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 （2）具一种或多种限制酶的切割位点，以便与 外源基因连接 （3）具有某种标记基因，便于进行筛选 例例6 6、质粒是基因工程中最常用的载体，、质粒是基因工程中最常用的载体， 它的主要特点是它的主要特点是 能自主复制能自主复制 不能自主复制不能自主复制 结构简单结构简单 蛋白质蛋白质 环状环状RNA RNA 环状环状DNA DNA 对宿主细胞无害对
10、宿主细胞无害 A.A. B.B. C.C. D.D. C 例例7、ada（酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆 菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 A. 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B. 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C. 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D. 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 【答案答案】C 例8、在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因 烟草过程中，下列操作错误的是（ ） A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载 体 C.将重组DNA分子导入原生质体 D.用
11、含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 A 小结 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 结构简单结构简单,大小适中大小适中 能在宿主细胞中自能在宿主细胞中自 我复制并稳定存在我复制并稳定存在 具一个多个限制酶切位点具一个多个限制酶切位点 具标记基因具标记基因 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
