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高中生物专题1 1.1《DNA重组技术的基本工具》(选修3)

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课程内容


《DNA重组技术的基本工具》
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本国策 剪切→拼接→导入→表达
结果 获得人类需要的基因产物
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。进行基因操作最少需要以下三种工具:
准确切割DNA的工具(“分子手术刀”)——限制性内切酶
DNA片段的连接工具(“分子缝合针”)——DNA连接酶
基因转移工具(“分子运输车”)——载体
限制性内切酶——“分子手术刀”
分布:主要在原核生物中
作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特点位点
(举例:EcoRI限制酶能特异性识别GAATTC序列,并在G和A之间切开)
作用位点:磷酸二酯键
思考:含有某种限制酶的细胞,会不会切割自身的DNA呢?
含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别序列,或者通过甲基化作用使限制酶不能将其切开。
DNA连接酶——“分子缝合针”
DNA连接酶有两种:一种是从大肠杆菌中分离的到的,称之为E·coliDNA连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到的,称为T4DNA连接酶。
相同点:都是连接被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端;T4DNA连接酶既可以“缝合”黏性末端,又可“缝合”平末端。
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?
不是一回事。
相同点:形成磷酸二酯键。
但是:1)DBA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
2)DNA聚合酶需要以DNA单链为模板;而DNA连接酶不需要模板。
基因的载体——“分子运输车”
载体的作用:
1、将外源基因转移到受体细胞中去。
2、利用载体在受体细胞内复制,获得大量的外源基因。
载体必须具备的条件:
1、对受体细胞无害并能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;
2、具有一个到多个限制酶切点,以便与外源基因连接;
3、具有某些标记基因,便于进行筛选。(如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等)
常用的载体有:
质粒,A噬菌体的衍生物,动植物病毒等
质粒:
质粒是基因工程最常用的运载体,是一种裸露的,结构简单,独立于细菌拟核DNA之外,能够自主复制的很小的环状DNA分子,大小大约只有普通细菌拟核DNA的百分之一。
练习:
1、关于限制酶的说法中,正确的是(C)
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
2、不属于质粒被选为基因载体的理由是:D
A、能复制
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
3、作为基因的运输工具——载体,必须具备的条件及理由是:A
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

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李老师

女,中教中级职称

课堂上善于激发学生的情感,注重培养学生的兴趣。

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