现代生物科技专题讲义.ppt

生物选修3现代生物科技专题 专题1 基因工程 二、基础理论和技术的发展催生了基因工程 20世纪中叶，基础理论取得了重大突破 1.DNA是遗传物质的证明 2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3.遗传密码的破译 技术发明使基因工程的实施成为可能 1.基因转移载体的发现 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀” 4、切割后的形式：2种末端 二、DNA连接酶——“分子缝合针” DNA连接酶和 DNA聚合酶的异同 基因工程中所用的连接酶有两种：从大肠杆菌中分离得到的E·coli连接酶、从T4噬菌体中分离得到的T4连接酶。这两种酶的催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。连接酶和聚合酶的作用都是形成磷酸二酯键。 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成子链；而连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此连接酶不需要模板。 两者都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。 例、阅读课本P5，图1—4，回答下列问题： ⑴EcoR I是一种 酶，其识别序列是 ，切割位点是 与 之间的 键。切割结果产生的DNA片段末端形式为 。 ⑵不同来源DNA 片段结合，在这里需要的酶应是 连接酶，此酶的作用是在 与 之间形成 键而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是 。 DNA连接酶——“分子缝合针” 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1.使用载体的目的： ⑴作为运载工具，将目的基因转移到宿主细 胞中； ⑵利用它在宿主细胞内进行大量的复制。 1）载体DNA 必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，才不至于因目的基因的插入而失活。 2）载体DNA 必须具备自我复制能力，或整合到受体染色体DNA 上，随染色体DNA 的复制而同步复制。 3）载体DNA必须有标记基因，以便重组后进行筛选。 4）载体DNA 必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。 5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和体外操作。 4.载体的种类： 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 模拟操作：重组DNA分子的模拟操作 注意：这两条DNA分子的碱基对不是随意乱写的。 首先，每个DNA分子上的两条链上的碱基要互补配对； 第二，每个DNA分子中每条链都存在一个G-A-A-T-T-C的碱基序列，也就是说是EcoRI限制酶的识别位点，并存在G-A的切割位点。 3、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G—A之间的氢键 C．限制酶一般不切割自身的DNA分子， 只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中 6、（多选）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 性状，培育生物新品种 B．重组DNA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 D．质粒都可作为运载体 目的基因的检测和表达 　　处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 　　细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 练习： 1、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） A.同种限制酶 B. 两种限制酶 C.同种连接酶 D. 两种连接酶 A 2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ ） A.能复制 B