《第3章 基因工程》知识总结 (1).docxVIP

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第三章基因工程

第一节重组DNA技术的基本工具

一、基因工程的概念

1.基因工程的概念

操作环境

生物体外

操作对象

基因

操作水平

DNA分子水平

操作原理

基因重组

操作结果

按照人类的需要定向改造生物的遗传特性

2．基因重组的类型

（1）真核生物有性生殖过程中，减数分裂时发生的基因重组：①交换型；②自由组合型。

（2）肺炎链球菌的转化实验中发生的基因重组。

（3）基因工程中人工操作导致的基因重组。

3．几乎所有生物的DNA分子都是由4种脱氧核苷酸形成的规则的双螺旋结构。

4．所有生物都共用一套遗传密码。

5．目的基因可在受体细胞内独立表达的原因是基因是控制生物性状的结构和功能单位，具有相对独立性。

二、分子手术刀—限制性内切核酸酶

1.全称和简称

全称：_限制性内切核酸酶_

简称：__限制酶_

2.来源：主要是从_原核生物__中分离纯化出来的

3.作用：

①能够识别_双链_DNA分子的某种_特定核苷酸序列。

②使_每一条_链中_特定部位_的_磷酸二酯键__断开。

4.作用部位：_磷酸二酯键__

5.识别序列：大多数限制酶的识别序列由_6_个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由_4_个、_8_个或__其他数量_的核苷酸组成。

6.切割结果：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式__黏性末端_和__平末端__。

（1）EcoRⅠ限制酶切割

EcoRⅠ识别序列为GAATTC

EcoRⅠ切割部位为GA之间的磷酸二酯键

（2）SmaⅠ限制酶切割

SmaⅠ识别序列为CCCGGG

SmaⅠ切割部位为CG之间的磷酸二酯键

二、分子缝合针—DNA连接酶

1.功能：将__两个DNA片段连接起来_，恢复被限制酶切开的_磷酸二酯键__。

2.分类和对比

种类

E·coliDNA连接酶

T4DNA连接酶

来源

大肠杆菌

T4噬菌体

特点

只缝合黏性末端

缝合黏性末端平末端

作用

恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

3．比较与DNA有关的六种酶

名称

作用部位

作用底物

作用结果

限制酶

磷酸二酯键

DNA

将DNA切成两个片段

DNA连接酶

磷酸二酯键

DNA片段

将两个DNA片段连接为一个DNA分子

DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶

磷酸二酯键

脱氧核苷酸

将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端

DNA(水解)酶

磷酸二酯键

DNA

将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸

解旋酶

碱基对之间的氢键

DNA

将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链

RNA聚合酶

磷酸二酯键

核糖核苷酸

将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端

三、分子运输车——载体

1．种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等。

2．常用载体——质粒

（1）本质：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。

（2）质粒作为载体所具备的条件及原因

条件

原因

稳定存在并能自我复制或整合到受体DNA上

能使目的基因稳定存在且数量可扩增

有一个至多个限制酶切割位点

可携带多个或多种外源基因

具有特殊的标记基因

便于重组DNA分子的筛选

无毒害作用

对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤

（3）作用

①作为运输工具，将外源基因导入细胞。

②质粒携带外源基因在细胞内大量复制。

探究.实践：DNA的粗提取与鉴定

1.提取思路：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在的差异，选用适当的物理或化学方法对他们进行提取。

2.提取原理：

①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质；

②DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。

3.鉴定原理：在一定温度下（沸水浴），DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

4.比较DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同

溶解规律

2mol/LNaCl溶液

0.14mol/LNaCl溶液

DNA

溶解

析出

5．DNA粗提取中的注意事项

（1）本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作材料。

（2）加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

（3）二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。

（4）提取植物细胞的DNA时，加入的洗涤剂能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；加入食盐(主要成