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第五章 基因文库的构建与目的基因的获取
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& DNA的重组技术---基本工程的工具
DNA的重组技术---基本工程的工具
资料类别: /
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资料类型：班会课件
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资料概述与简介
6、下列关于质粒的叙述，正确的是　　　　　　　　
A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子 C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 B 7、在基因工程中，科学家所用的“手术刀”、“缝合针”和“运载体”分别是指
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.限制酶、RNA连接酶、质粒
D.限制酶、DNA连接酶、质粒
D 一.基因工程概念:
通俗地说,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,定向地改造生物的遗传性状. (又叫基因拼接技术或DNA重组技术) 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 基因工程的概念 举例:
基因工程培育抗虫棉的简要过程： 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 加以修饰改造 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性) 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？ 提取 导入 加以修饰改造 导入 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 基因工程中的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接 关键步骤三： 抗虫基因导入受体(棉花)细胞 解决其关键步骤需要哪些工具？ 步骤一的工具：
步骤二的工具：
步骤三的工具： 基因的剪刀:
基因的针线:
基因的运载工具:
运载体 课题1
DNA重组技术的基本工具 主要是从原核生物中分离纯化出来
一、 “分子手术刀” —限制酶 2、常见种类： 如： EcoRI 限制酶、SmaI限制酶 　　专一性，识别双链DNA特定的核苷酸序列，切割特定部位（核苷酸之间的磷酸二酯键） 3、特点：
T 磷酸二酯键 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
A 4、限制酶识别序列特点： 　　识别的序列大多数由6个核苷酸组成，且都有一条中心轴线，中心轴线两侧双链DNA上的碱基是反向斜对称排列的 5、切割ＤＮＡ的结果： 产生两种末端 黏性末端 平末端 　　当限制酶从识别序列的中心轴线两侧将DNA两条链分别切开时，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时是平整的，这样的切口叫平末端。 限制酶 举例：
大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开 举例： 　SmaI限制酶的一种限制酶能识别GＧＧＣＣC序列，并在G和Ｃ之间切开 GAATTCCGTAGAATTCGGATT
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA
GAAGTACTTAAGGGATT
CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA
AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA
GGCATCTTAA AATTCCGTAG
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶 1、根据酶的来源： 分为 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、连接部位： 　能将切开的ＤＮＡ双链“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。 3、具体连接部位： E·coli DNA连接酶： T4 DNA连接酶：
黏性末端，不能连接平末端 　既能连接黏性末端，
又能连接平末端（但效率较低） DNA连接酶与DNA聚合酶的异同点： 都能使两个核苷酸之间形成磷酸二酯键 相同点： 不同点： 1）DNA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聚合酶需要以一条DNA链为模板，将单个核苷酸连接成一条互补链；而DNA连接酶不需要模板 1假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 2、作为载体没有切割位点将怎样？ 3、目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？ 4、如果载体对受体细胞有害将怎样? 若导入后不能复制，那么将在细胞增殖中丢失
若没有切割位点，目的基因不可能插入
若载体上有标记基因，在载体进入受体细胞后，就可通过标记基因的表达来检测
若有害，将影响受体细胞新陈代谢，那么转入的目的基因也无立足之地。 二、 “分子运输车” —— 载体 1、作为载体的必备条件： 1、具有能自我复制的能力
2、有一个或多个限制酶的切割位点
3、带有标记基因
4、对受体细胞无害等等 1）质粒（最常用）： 2、常用的载体： 2）λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等
在基因工程操作中真正使用的质粒都是经过人工改造的
是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体之外，且具有自我复制能力的双链环状DNA分子 能复制并带着插入的目的基因一起复制 有切割位点 有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。 质粒结构图： 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
同种限制酶
B.两种限制酶 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
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA D 2、下列关于酶的说法不正确的是（
） A、限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA的切点不同 D、限制酶的作用主要是用来提取目的基因 A 3、下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体（
） A、细菌质粒
C、动植物病毒
D、细菌核区的DNA D 4、下列说法正确的是（
A、DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的
B、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列
C、质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的运载体
D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆” D 4、有关基因工程的叙述中，错误的是（
） A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、限制酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、人工合成目的基因不用限制性内切酶 A 5、有关基因工程的叙述正确的是
） A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 D
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本题难度：0.68&&题型：选择题
（2016春o宿州校级月考）利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（　　）
A、用适当的酶对运载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合B、用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C、重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素D、通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否已导入受体细菌
来源：2016春o宿州校级月考 | 【考点】基因工程的原理及技术．
（2016春o周口校级月考）利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（　　）
A、用适当的酶对载体与人类胰岛素基因进行切割与连接B、用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C、细菌获得的新性状不能遗传D、重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素
利用细菌大量生产人类干扰素，下列叙述错误的是（　　）
A、用适当的酶对运载体与人类干扰素基因进行切割与黏合B、用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C、通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌D、受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达
利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（　　）
A、用适当的酶对运载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合B、用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C、通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌D、重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素
（2016春o宿州校级月考）利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（　　）
A、用适当的酶对运载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合B、用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C、重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素D、通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否已导入受体细菌
解析与答案
（揭秘难题真相，上）
习题“（2016春o宿州校级月考）利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（　　）用适当的酶对运载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否已导入受体细菌”的学库宝（http://www.xuekubao.com/）教师分析与解答如下所示：
【分析】基因工程技术的基本步骤：1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
【解答】解：A、需要用限制酶对运载体与含有人类胰岛素基因的DNA分子进行切割并用DNA连接酶将两者连接形成重组DNA分子A正确B、将目的基因导入受体细菌时需要感受态细胞法即用CaCl2处理细菌细胞使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态B正确C、重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录这样才能合成人类胰岛素C正确D、通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否表达D错误．故选：D．
【考点】基因工程的原理及技术．
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知识点讲解
经过分析，习题“（2016春o宿州校级月考）利用细菌大量生产人类胰岛素，下列”主要考察你对
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
基因工程的原理
基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
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2014年高一生物课件：第6章第2节《基因工程及其应用》（新人教版必修2）
2014年高一生物课件：第6章第2节《基因工程及其应用》（新人教版必修2）
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