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1、現(xiàn)代生物技術(shù)專題現(xiàn)代生物技術(shù)專題宣城中學(xué)宣城中學(xué) 閆立閆立2008-12-4 結(jié)合圖片來說一說什結(jié)合圖片來說一說什么是基因工程？么是基因工程？基因工程是指基因工程是指按照人們的按照人們的愿望愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)基因等技術(shù)，賦予生物以，賦予生物以新的新的遺傳特性遺傳特性，從而創(chuàng)造，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在于基因工程是在DNA分子分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做因此又叫做DNA重組技術(shù)重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)或基因拼

2、接技術(shù)。重組重組DNA導(dǎo)入導(dǎo)入拼接拼接普通棉花不具有抗蟲性，科學(xué)家普通棉花不具有抗蟲性，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蘇云金芽孢桿菌能夠產(chǎn)生一發(fā)現(xiàn)蘇云金芽孢桿菌能夠產(chǎn)生一種毒蛋白，對(duì)棉鈴蟲有一定的殺種毒蛋白，對(duì)棉鈴蟲有一定的殺傷作用。傷作用。試設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的方案，使棉花試設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的方案，使棉花對(duì)棉鈴蟲也有抵抗作用對(duì)棉鈴蟲也有抵抗作用.一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”思考：思考：1、怎樣從蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)提取毒蛋白基因？、怎樣從蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)提取毒蛋白基因？2、這類酶主要在哪些生物中能夠找得到？為什么主要、這類酶主要在哪些生物中能夠找得到？為什么主要存在于這一類生物？存在于

3、這一類生物？3、這一類酶有什么作用？、這一類酶有什么作用？ATGC黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端：黏性末端：被限制酶切開的被限制酶切開的DNADNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀” 大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)核苷酸組成，例如，個(gè)核苷酸組成，例如，EcoR、Sma，也有少數(shù)有，也有少數(shù)有4、5或或8個(gè)核苷酸組成個(gè)核苷酸組成。G A A T T C C T T A A

4、G 中軸線中軸線C T T A A G A A T T C G 大腸桿菌的一種限制酶（大腸桿菌的一種限制酶（EcoR)能識(shí)別能識(shí)別GAATTC序列，序列，SmaI識(shí)別識(shí)別CCCGGG序列序列: C C C G G G G G G C C C C C C G G G G G G C C C 黏性末端黏性末端平末端平末端一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”當(dāng)限制酶當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的從識(shí)別序列的中心軸線處中心軸線處切開時(shí)，切開時(shí)，產(chǎn)生的是產(chǎn)生的是平末端平末端。當(dāng)限制酶當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)中心軸線兩側(cè)切開時(shí)，切開時(shí)，產(chǎn)生的是產(chǎn)生的是黏性末端。黏性末

5、端。一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”主要是從主要是從原核生物原核生物中分離純化出來中分離純化出來的一類酶。的一類酶。 1 1、來源：、來源： 40004000種種2 2、種類：、種類：3 3、作用：、作用：識(shí)別雙鏈識(shí)別雙鏈DNADNA分子的某種分子的某種特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列，并，并且使每一條鏈中且使每一條鏈中特定部位特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵斷開。斷開。( (6 6個(gè)個(gè), ,4 4、5 5、8 8個(gè)個(gè)) )形成兩種末端形成兩種末端黏性末端黏性末端平末

6、端平末端4 4、結(jié)果：、結(jié)果： 要想獲得某個(gè)目的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可要想獲得某個(gè)目的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？一個(gè)目的基因有幾個(gè)黏性末端？產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？一個(gè)目的基因有幾個(gè)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端，兩個(gè)。要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端，兩個(gè)。 如果把兩種來源不同的如果把兩種來源不同的DNADNA用同一種限制酶來切割，會(huì)用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？怎樣呢？ 會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端。會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端。 是不是是不是把兩者的黏性末端黏合起來，把兩者的黏性末端黏合起來，這樣就真的合成這樣就真的合成 重組的重組的DNADNA分子了分子了? ?

7、思考題：思考題：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組的個(gè)重組的DNA分子就形成了。分子就形成了。二、二、DNA連接酶連接酶“分子縫合針分子縫合針”G A A T T C C T T A A G 即脫氧核糖、磷酸基之間的連接即脫氧核糖、磷酸基之間的連接 GP AP思考：思考： DNA連接酶作用是什么？連接酶作用是什么？是不是是不是把兩者的黏性末把兩者的黏性末端黏合起來，端黏合起來，這樣就真的合成了重組的這樣就真的合成了重組的DNADNA分子分子

8、? ? DNA連連接酶和接酶和DNA聚合酶的區(qū)別是什么？聚合酶的區(qū)別是什么？ 1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：Ecoli DNA連接酶連接酶（黏性末端）（黏性末端）T4 DNA連接酶連接酶 （黏性末端和平末端黏性末端和平末端）磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組的個(gè)重組的DNA分子就形成了。分子就形成了。二、二、DNA連接酶連接酶“分子縫合針分子縫合針”G A A T T C C T T A A G 即脫氧核糖、磷酸基之間的連接即

9、脫氧核糖、磷酸基之間的連接 GP AP三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車” 思考討論：思考討論：1 1、怎樣把毒蛋白基因裝載到分子運(yùn)輸車上？、怎樣把毒蛋白基因裝載到分子運(yùn)輸車上？2 2、毒蛋白基因進(jìn)入棉花細(xì)胞后，分子運(yùn)輸車毒蛋白基因進(jìn)入棉花細(xì)胞后，分子運(yùn)輸車怎樣保證怎樣保證它能穩(wěn)定的存在？它能穩(wěn)定的存在？3 3、毒蛋白基因是否進(jìn)入棉花細(xì)胞我們怎樣才能覺察？、毒蛋白基因是否進(jìn)入棉花細(xì)胞我們怎樣才能覺察？4 4、分子運(yùn)輸車進(jìn)入到棉花細(xì)胞后能否對(duì)棉花本身的安、分子運(yùn)輸車進(jìn)入到棉花細(xì)胞后能否對(duì)棉花本身的安全造成威脅？全造成威脅？三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”能自我復(fù)制能自我復(fù)制有切割位點(diǎn)有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基