选修3专题1基因工程11DNA重组技术的基本工具.pptx

基因工程是利用体外DNA重组和转基因技术，赋予生物新的遗传特性的科学。它的别名包括基因拼接技术和DNA重组技术。基因工程的操作环境是生物体外，操作对象是基因，在DNA分子水平上进行。基本过程包括剪切、拼接、导入和表达，创造出人类需要的基因产物。基因工程产品的例子包括延熟保鲜转基因西红柿、抗虫棉、转基因鲑鱼和蓝玫瑰等。 DNA重组技术需要借助几种基本工具：限制性核酸内切酶（分子手术刀）、DNA连接酶（分子缝合针）、基因的载体（分子运输车）。限制性核酸内切酶是一种能够识别特定核苷酸序列并在该序列处切割双链DNA分子的酶。EcoRⅠ和SmaⅠ是限制酶的两种实例，它们分别识别特定的序列并在特定位置切割DNA。限制酶在原核生物中的作用是抵御外源DNA的侵入，它们通常不会切割自身的DNA，因为细菌的DNA要么不具备该酶的识别序列，要么通过甲基化使得酶无法切割。 DNA连接酶的作用是连接DNA片段，具体来说是连接两个脱氧核苷酸分子的磷酸二酯键。DNA连接酶与DNA聚合酶不同，它能够连接两个DNA片段之间的缺口，而不需要模板。E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶是两种不同的DNA连接酶，它们可以连接黏性末端或平末端。 载体在基因工程中起到至关重要的作用，它的作用是将外源基因转移到受体细胞中，并在受体细胞内大量复制。载体必须能够在宿主细胞中复制并稳定保存，具有多个限制酶切点以便与外源基因连接，包含标记基因以便筛选，同时对受体细胞无害。常用的载体包括质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。质粒是基因工程中最常用的运载体之一。 基因工程是一门通过精确设计和操作，改变生物遗传特性的生物技术。它的发展和应用，不仅为科学提供了强大的研究工具，也为农业生产、医药开发等领域带来了革命性的变化。DNA重组技术的基本工具，特别是限制性核酸内切酶、DNA连接酶以及载体的使用，是实现基因工程目标的关键步骤。