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《高中生物《基因工程的應(yīng)用》素材1 浙教版選修3.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第3節(jié)基因工程的應(yīng)用【備課資料】1．轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因目的基因從何來抗蟲棉Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌抗真菌立枯絲核菌的煙草幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和干旱作物調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因耐寒的番茄抗凍蛋白基因魚抗除草劑大豆抗除草劑基因增強甜味的水果降低乳糖的奶牛甜味基因腸乳糖酶基因生產(chǎn)胰島素的工程菌人胰島素基因人2．限制性內(nèi)切酶及其特點在生物體內(nèi)有一類酶，它們能將外來的DNA切斷，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自身的DNA卻無損害?？茖W(xué)家還注意到，這種酶是從DNA分子內(nèi)部切斷DNA的，因此，這種酶稱做限制性內(nèi)切酶。美
2、國生物學(xué)家內(nèi)森斯和史密斯因發(fā)現(xiàn)了限制性內(nèi)切酶而獲得1978年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。限制性內(nèi)切酶通常能識別4～6個堿基長度的特定DNA序列，并能以特定的模式剪切DNA鏈。一般來說，被識別的DNA序列是回文序列。這種序列的特點是，當(dāng)從左右兩端分別閱讀這段雙鏈DNA的堿基序列時，雙鏈上的堿基序列是相同的。按照切割的方式，限制性內(nèi)切酶可以分為錯位切和平切兩種，它們分別產(chǎn)生黏性末端和平末端。目前大約已有500種限制性內(nèi)切酶，這些酶的命名方式與EcoRI一樣遵循統(tǒng)一的規(guī)則。第一個字母是分離出此酶的細菌屬名的第一個字母，后兩個字母為種名的前兩個字母，小寫，株系數(shù)字通常都
3、省略，羅馬數(shù)字用來表示從同一個細菌中分離出的不同的限制性內(nèi)切酶。如HpaI和HpaⅡ就是從同一種細菌中分離出來的第一種和第二種內(nèi)切酶。幾種常用的限制性內(nèi)切酶及其酶切位點如下表：幾種常用限制性內(nèi)切酶及其酶切位點限制性內(nèi)切酶識別位點限制性內(nèi)切酶識別位點EcoRIXbaIXhoINdeIG↓AATTCT↓CTAGAC↓TCGAGCA↓TATGApaIBgⅡClaISmaIGGGCC↓CA↓GATCTAT↓CGATCCC↓GGG3．基因工程中的運載體在基因操作過程中使用運載體有兩個目的：一是用它作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞中去；二是利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基
4、因進行大量的復(fù)制（稱為克?。，F(xiàn)在所用的運載體主要有兩類：一類是細菌細胞質(zhì)的質(zhì)粒，它是一種相對分子質(zhì)量較小、獨立于染色體DNA之外的環(huán)狀DNA（一般有1～200-4-kb左右，kb為千堿基對），有的一個細菌中有一個，有的一個細菌中有多個。質(zhì)粒能通過細菌間的接合由一個細菌向另一個細菌轉(zhuǎn)移，可以獨立復(fù)制，也可整合到細菌染色體DNA中，隨著染色體DNA的復(fù)制而復(fù)制。另一類運載體是噬菌體或某些病毒等。現(xiàn)在人們還在不斷尋找新的運載體，如葉綠體或線粒體DNA等也有可能成為運載體。作為運載體必須具有三個條件：在宿主細胞中能保存下來并能大量復(fù)制；有多個限制酶切點，而且每種酶的
5、切點最好只有一個，如大腸桿菌pBR322就有多種限制酶的單一識別位點，可適于多種限制酶切割的DNA插入；有一定的標(biāo)記基因，便于進行篩選。如大腸桿菌的pBR322質(zhì)粒攜帶氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，就可以作為篩選的標(biāo)記基因。一般來說，天然運載體往往不能滿足上述要求，因此需要根據(jù)不同的目的和需要，對運載體進行人工改建?，F(xiàn)在所使用的質(zhì)粒載體幾乎都是經(jīng)過改建的。質(zhì)粒質(zhì)粒習(xí)慣上用來專指細菌、酵母菌和放線菌等生物中染色體(或擬核)以外的DNA分子，它們在細菌中以獨立于染色體或擬核之外的方式存在。即使細菌細胞不含質(zhì)粒，也可以正常地生活。質(zhì)粒的存在通常不會對寄主細胞產(chǎn)
6、生不利影響，有時還會為寄主細胞提供新的遺傳特性。例如，有些質(zhì)粒攜帶幫助自身從一個細胞轉(zhuǎn)入另一個細胞的信息；有些質(zhì)粒含有對某種抗生素具有抗性的基因；還有一些攜帶的是參與或控制一些不同尋常的代謝途徑的基因，即降解質(zhì)粒。質(zhì)粒的大小不定，小的不到1kb，大的超過500kb。每個質(zhì)粒都包括與DNA復(fù)制起始有關(guān)的一段序列，使質(zhì)粒DNA能夠在宿主細胞中復(fù)制。每個細胞中的質(zhì)粒數(shù)主要決定于質(zhì)粒本身的復(fù)制特性。按照復(fù)制性質(zhì)，可以把質(zhì)粒分為兩類：一類是嚴緊型質(zhì)粒，當(dāng)細胞染色體復(fù)制一次時，質(zhì)粒也復(fù)制一次，每個細胞內(nèi)有l(wèi)一2個質(zhì)粒；另一類是松弛型質(zhì)粒，當(dāng)染色體復(fù)制停止后仍然能繼續(xù)復(fù)制，
7、每個細胞內(nèi)一般有20個左右的質(zhì)粒。在基因工程中，常用人工構(gòu)建的質(zhì)粒作為載體。人工構(gòu)建的質(zhì)?？梢约喾N有用的特征于一體，如含多種單一酶切位點、抗生素耐藥性等。常用的人工質(zhì)粒運載體有pBR322、pSCl01等。作為載體的質(zhì)粒通常需要具有以下特點：第一，能夠在細菌細胞內(nèi)自主復(fù)制，并以多拷貝形式存在，以便于實驗操作；第二，要有一個或多個選擇標(biāo)記，用于轉(zhuǎn)化細菌的篩選。在基因工程操作中，用肉眼無法看到載有目的基因的載體是否真正進入細胞，這時，標(biāo)記基因就為鑒別和篩選提供了標(biāo)記。所謂的選擇標(biāo)記指的就是抗生素抗性基因，如抗四環(huán)素或抗氨芐青霉素基因。只要在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素或氨
8、芐青霉素就能夠篩選已轉(zhuǎn)化的細胞。當(dāng)質(zhì)粒
