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专题1基因工程§1-1DNA重组技术的基本工具能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？基因工程的概念基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外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。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程原理目的基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平定向改造生物的遗传性状剪切→拼接→导入→表达基因重组基因工程的概念理解基因工程培育抗虫棉的简要过程：苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因普通棉花(无抗虫特性)棉花细胞(含抗虫基因)与载体DNA拼接，导入棉花植株(有抗虫特性)表达•基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞•解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀”——限制性核酸内切酶关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体§1-1DNA重组技术的基本工具“分子手术刀”──限制酶“分子缝合针”──DNA连接酶“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物分离纯化出来4000种。1、来源：2、种类：3、作用：5、结果：形成两种末端一、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶黏性末端平末端4、切割方式：错位切和平切ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯键限制性内切酶作用过程点击播放1、大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。2、SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端。常见的两种限制酶SmaⅠ平末端平末端EcoRⅠ黏性末端黏性末端•什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。基因的针线：DNA连接酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割ATGCATGC连接酶连接磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：二、分子缝合针——DNA连接酶T磷酸二酯键1234512345A作用部位：是磷酸二酯键（扶手）不是氢键（梯子）DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。连接黏性末端连接黏性末端和平末端分类作用E.coliDNA连接酶连接酶种类：T4DNA连接酶两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来DNA连接酶的缝合作用可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低DNA连接酶的缝合作用AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用返回核苷酸分子的连接：ATGCATGCDNA聚合酶连接单链DNA把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上DNA连接酶DNA聚合酶相同点作用实质化学本质不同点模板作用对象作用结果用途都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质不需要需要形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制DNA连接酶与DNA聚合酶的比较只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键三、基因进入受体细胞的载体1、基因工程的载体被喻为：分子运输车2、常用载体的种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒议一议2、能否用SARS病毒作为基因载体？3、作为载体，若没有切割位点将怎样？4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链DNA不能不能进行DNA的重组载体上应有标记基因可能造成基因丢失作为载体的必要条件1.能够自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；2.有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合3.有遗传标记基因便于观察4.对受体细胞无害安全、比较容易得到认识常用的载体——质粒质粒主要存在于细菌和酵母菌体内。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于染色体或细菌拟核之外，能自我复制的小型环状双链DNA分子。