第3章 基因工程
科技探索之路
1.基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。(P67)
2.1944年,艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验,不仅证明了遗传物质是DNA,还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。(P68)
3.1958年,梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久,克里克提出中心法则。(P68)
4.1967年,科学家发现,在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力,并可以在细菌细胞间转移。(P68)
5.1973年,科学家证明质粒可以作为基因工程的载体,构建重组DNA,导入受体细胞,使外源基因在原核细胞中成功表达,并实现物种间的基因交流。至此,基因工程正式问世。(P69)
6.1983年,科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后,基因工程进入了迅速发展的阶段。(P69)
7.1985年,穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段。(P69)
第1节 重组DNA技术的基本工具
1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,简称限制酶,这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,产生黏性末端或平末端两种形式的末端。(P71)
2.DNA连接酶分为两类,一类是E.coli DNA连接酶,另一类是T4DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。(P72)
3.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。(P72)
4.在基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等,便于重组DNA分子的筛选(如下图)。(P72)
大肠杆菌及质粒结构模式图
5.在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同,在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。(P73)
6.载体必须具备的条件:①能在受体细胞中保存下来并能自我复制;②具有1个或多个限制酶切割位点,以便与外源基因连接。③具有标记基因。(P72)
7.DNA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。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下,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。(P74“探究·实践”)
知识点默写
1.1944年,艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验,不仅证明了遗传物质是DNA,还证明了________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.DNA连接酶分为两类,一类是 ,另一类是 。后者既可以缝合双链DNA片段互补的 ,又可以缝合双链DNA片段的 ,但连接后者的效率相对较低。
3.在基因工程中使用的载体除质粒外,还有 等。它们的来源不同,在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。
4.载体必须具备的条件:①能在受体细胞中保存下来并能 ;②具有1个或多个 ,以便与外源基因连接。③具有 。
5.载体上有特殊的标记基因,其作用是__________________________________________
________________________________________________________________________。
6.DNA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。DNA在 的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下,DNA遇 试剂会呈现 ,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
7.原核生物中的限制酶不切割自身DNA的原因是________________________________
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【知识点默写参考答案】
1.DNA可以在同种生物的不同个体之间转移 2.E.coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 黏性末端 平末端 3.噬菌体、动植物病毒
4.自我复制 限制酶切割位点 标记基因 5.便于重组DNA分子的筛选 6.不同浓度 二苯胺 蓝色 7.原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰