第41讲基因工程考点一基因工程的基本原理和操作技术1．基因工程的概念基因工程也叫DNA重组技术，它是在分子水平上进行的一种外科手术式的遗传操作，采取类似于工程建设的方式，按照预先设计的蓝图，借助于实验室的技术，将某种生物的基因或基因组提取出来，在生物体外进行加工改造或重新组合，再转移到另一种生物中去，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新型的生物。2．基因工程研究的理论基础(1)分子基础：在20世纪40年代证实了DNA是主要的遗传物质，它是遗传信息的携带者；DNA是生物大分子，基因是DNA分子上具有遗传功能的DNA片段。(2)重组基础：在20世纪50年代确立了DNA的双螺旋构型，遵循碱基互补原则，DNA进行半保留复制，从而解决了基因的自我复制和世代交替问题。(3)转移基础：在20世纪60年代，相继提出了“中心法则”和操纵子学说，成功地破译了遗传密码，阐明了遗传信息的流动与表达机制。3．基因工程操作技术的突破(1)DNA分子的切割技术——限制性内切酶①特点：a.会识别DNA上某种核苷酸的序列和位置。b.能在这个位置上将DNA分子一刀两断。②例子：限制性内切酶EcoRⅠ只能识别GAATTC序列的位点，并且在G和A之间将这段序列切开。③黏性末端：被限制性内切酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好是互补配对的。④与基因的位置关系：用限制性内切酶可以完整地切下一个或几个基因，正好符合基因工程的要求。⑤存在：主要存在于微生物中。(2)DNA分子的连接技术——DNA连接酶①作用：能在两个DNA片段的末端之间“架起桥梁”，把它们连接起来。②特点：只要在同一种限制性内切酶切割的两种DNA片段中加上这种DNA连接酶，它就会把片段缝合得天衣无缝。(3)DNA分子的运载工具①条件：第一，运载体必须是一种能够自我复制的较小的DNA分子，能够比较自由地进出细胞。第二，能使带进去的DNA在细胞里面进行复制，并且仍然保持原有的特性。第三，作为载体最好具有某些简单的特性，如抗药性、免疫性等。②种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。③细菌质粒：它是细菌染色体外的一种很小的环状DNA分子。它不仅能进行自我复制，还带有某种抗性基因，能在细胞之间钻进穿出。镶嵌上一段外来DNA片段的质粒，就成为一个“杂种质粒”。杂种质粒进入细胞后，便能出色地完成基因工程师交给它的使命——在新的宿主细胞里繁殖并发挥作用，使受体细胞产生相应的表达产物。[诊断与思考]1．判断下列说法的正误(1)限制性内切酶只能用于切割目的基因(×)(2)DNA连接酶能将两碱基通过形成氢键连接起来(×)(3)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体(√)(5)载体的作用是携带目的基因并导入受体细胞中，使之稳定存在并表达(√)2．下图中的图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制性内切酶和SmaⅠ限制性内切酶的作用示意图。请据图回答：(1)请说出EcoRⅠ限制性内切酶和SmaⅠ限制性内切酶识别的碱基序列及切割的位点。提示EcoRⅠ限制性内切酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制性内切酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间。(2)以上实例说明限制性内切酶有何特性？提示说明限制性内切酶具有专一性。题组一限制性内切酶、DNA连接酶等酶的作用1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②答案C解析限制性内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核糖核苷酸连接成多核苷酸链；DNA连接酶可将限制性内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。2．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基...
