fffDNA重組技術的基本工具(動畫很經典)

專題1基因工程

基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫做DNA重組技術。原理？基因重組目前一頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼接技術或DNA重組技術生物體外基因DNA分子水平人們需要的新的生物類型和生物產品剪切→拼接→導入→表達基因重組基因工程的概念預習目前二頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點1DNA重組技術的基本工具第1節(jié)目前三頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點DNA重組技術的基本工具準確切割DNA的工具（“分子手術刀”）——限制性核酸內切酶DNA片段的連接工具（“分子縫合針”）——DNA連接酶基因轉移工具（“分子運輸車”）——基因進入受體細胞的載體目前四頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點來源種類作用作用結果閱讀課本4-5頁“限制性核酸內切酶——分子手術刀”的相關內容，填寫下表自主學習主要從原核生物中分離純化而來已經分離出大約4000種1、識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列2、使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。形成兩種末端：黏性末端或平末端目前五頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點3’,5’-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵目前六頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點仔細觀察各限制酶識別的特定序列有何特點？限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特點是：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱重復排列的，稱為回文序列7目前七頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。SmaI只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。目前八頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。目前九頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點平末端平末端SmaI限制酶的切割當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。目前十頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。SmaI只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。目前十一頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。尋根問底為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA？通過長期的進化，細菌中含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。目前十二頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點例1．下圖表示限制酶切割某DNA的過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列及切點是（）A．CTTAAG，切點在C和T之間B．CTTAAG，切點在G和A之間C．GAATTC，切點在G和A之間D．CTTAAC，切點在C和T之間例2：下列黏性末端屬于同一種限制性內切酶切割的是（） A．①② B．①③ C．②④ D．③④

目前十三頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點類型來源功能相同點差別E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶大腸桿菌T4噬菌體恢復磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低)閱讀課本第5頁“分子縫合針”——DNA連接酶的相關內容，填寫下表自主學習14目前十四頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點兩DNA片段要具有互補的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！目前十五頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低DNA連接酶的縫合作用目前十六頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點DNA連接酶DNA聚合酶相同點作用實質化學本質不同點模板作用對象

作用結果 用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質

不需要需要形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復制DNA連接酶與DNA聚合酶的比較只能將單個核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵目前十七頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點作用：將外源基因送入受體細胞。運載體思考：1.假如目的基因導入受體細胞不能復制將怎樣？2.作為載體沒有切割位點（即限制酶切點），將會怎樣？3.目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？4.如果載體對受體細胞有害將會怎樣？目前十八頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點1.能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。2.具多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3.具有某些標記基因，便于進行篩選。如抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等。4.對受體細胞無害。作為運載體需要什么條件嗎？（二）種類：細菌的質粒、λ噬菌體衍生物、動植物病毒等。目前十九頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點有標記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點能復制并帶著插入的目的基因一起復制質?！懵兜摹⒔Y構簡單的、獨立于細菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用運載體——質粒

實際上在基因工程操作中，真正被用作載體的質粒，都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的。目前二十頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點例3．下列哪項通常不被用作基因工程的運載體A．細菌質粒B．噬菌體C．動植物病毒D．細菌核區(qū)的DNA例4．以下說法正確的是()A．限制酶與DNA連接酶作用的化學鍵不相同B．質粒是基因工程中惟一的運載體

C．運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接D．限制性核酸內切酶的操作對象是原核細胞

DC目前二十一頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點為什么能把一種生物的基因“嫁接”到

另一種生物上并成功表達？1、大多數(shù)生物的遺傳物質都是DNA，且主要為雙螺旋結構，即不同生物的DNA分子基本結構是相同的，都遵循堿基互補配對原則。所以不同的生物DNA可以嫁接2、地球上的所有生物共用一套遺傳密碼，所以，一種生物的基因可以在另外一種生物體內得以表達尋根問底目前二十二頁\總數(shù)二十四頁\編于十三點GAATTCCGTAGAATTCGGATT嘗試寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATT練一練:GGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因載體片段目前二十三頁\總數(shù)二十四頁\