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高二生物选修三学案 DNA重组技术的基本工具 |
1．1 DNA重组技术的基本工具
一、学习目标
1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用
2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新
二、重点和难点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用；基因工程载体需要具备的条件
三、教材重温及自测
1、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 和 ，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 水平上进行设计和施工的，因此又 叫做 。
2、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
（1）切割DNA的工具是 ，又称 。
（2）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有 的遗传信息。
（3）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸 内切酶（简称限制酶）。
（4）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即 和 。
例1、下列关于限制酶的说法正确的是（ ）
A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少
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后都会形成黏性末端
D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
3、DNA连接酶——“分子缝合针”
根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：
一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为 DNA连接酶。 DNA连接酶只能将 连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行另一类是从 分离出来的，称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的 ，又可以“缝合”双链DNA片段的 ，但连接 之间的效率比较低。
例2、下图为DNA分子的切割和连接过程。
(1)EcoRI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 。
(2)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 。
4、基因进入受体细胞的载体——“分子 运输车”
（1）基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工 具，将目的基因转移到宿主细 胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。
（2）现在通常使用的载体是 ，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。
（3）质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以 复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制而复制。[来源:学_科_网Z_X_X_K]
（4）其他载体还有 和 等。
（5）作为载体必须具备以下条件：
能够在宿主细胞中复制并稳定地保存，至少具有一个限 制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
例3、以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答问 题。
(1)其中①和 是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是 。
(2) 和 是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常是 。
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