DNA重組技術的基本工具

選修三現代生物科技專題專題一基因工程專題二細胞工程專題三胚胎工程專題四生物技術的平安性和倫理問題專題五生態(tài)工程11.1DNA重組技術的根本工具教學目標：

簡述DNA重組技術所需要三種工具的作用；

教學重點：

DNA重組技術所需要三種工具的作用教學難點：

基因工程載體需要具備的條件2一、什么叫基因工程？基因工程，又叫DNA重組技術。是指按照人們的愿望，在DNA分子水平上進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因技術，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。3基因工程的概念1．基因工程的別名：。2．操作環(huán)境：。3．操作對象：______。4．操作水平：_______________。5．根本過程：________________________。6．結果：?；駾NA分子水平剪切→拼接→導入→表達DNA重組技術生物體外人類需要的新的生物類型和生物產品7、優(yōu)點：⑴定向改造生物性狀⑵克服遠緣雜交不親和的障礙⑶育種周期短4艾弗里證明DNA是遺傳物質，DNA可從一種生物個體轉移到另一種生物個體。二、基因工程的誕生P2-3〔一〕根底理論：5沃森、克里克建立了DNA的雙螺旋結構模型6梅塞爾松、斯塔爾證明DNA的半保存復制7克里克等提出中心法那么DNARNA蛋白質轉錄翻譯逆轉錄復制8

1963年尼倫伯格和馬太破譯編碼氨基酸的遺傳密碼，1966年霍拉納用實驗加以證明。91)基因轉移載體的發(fā)現2)工具酶的發(fā)現3)DNA合成和測序技術的創(chuàng)造4)DNA體外重組的實現5)重組DNA表達實驗的成功6)第一例轉基因動物問世7)PCR技術的創(chuàng)造〔二〕技術創(chuàng)造：10三、DNA重組技術的根本工具基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：剪切→拼接→導入→表達在以上過程中關鍵步驟或難點是什么？11關鍵步驟一：準確切割DNA關鍵步驟二：將不同DNA片段鏈接起來關鍵步驟三：將重組DNA分子導入受體細胞“分子手術刀”——限制性核酸內切酶“分子縫合針”——DNA連接酶“分子運輸車”——載體12㈠限制性核酸內切酶——“分子手術刀”1、來源：主要從原核生物中別離純化出來。2、種類：已從近300種微生物中別離出4000種限制酶。3、作用：1.能識別雙鏈DNA的某種特定核苷酸序列2.使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。134、作用特點：具有特異性〔專一性〕。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割DNA分子，5、限制酶的識別序列：大多數限制酶的識別序列由6個核苷酸組成，少數的識別序列由4、5或8個核苷酸組成14幾種限制酶的識別序列及切割位點：15EcoRI限制酶的切割：中軸線在G與A之間切割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。16

EcoRⅠ黏性末端黏性末端17EcoRI限制酶的切割：中軸線黏性末端黏性末端在G與A之間切割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。18CCCG

GGGGGCCCSmaI限制酶的切割：只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。中軸線19SmaⅠ平末端平末端206、限制酶的作用結果：產生黏性末端或平末端。21限制酶所識別的序列有什么特點？限制酶所識別的序列，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線(如圖)，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向、對稱、重復、互補排列的。221、作用〔二〕“分子縫合針”——DNA連接酶把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來.2、作用原理催化磷酸二酯鍵形成23GAATTCCTTAAG24AATTCGGCTTAA25AATTCGGCTTAA26GAATTCCTTAAG27GAATTCCTTAAG28GAATTCCTTAAG293、類型類型來源功能相同點差異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)30可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶即恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵31

T4DNA連接酶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32DNA聚合酶DNA連接酶區(qū)別相同點DNA連接酶與DNA聚合酶比較只能將單個核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵33〔三〕“分子運輸車”——運載體3、種類：2、需要具備的條件：〔1〕在受體細胞中能自我復制并穩(wěn)定地保存，〔2〕有一個或多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接〔3〕有標記基因，供DNA的鑒定和選擇〔4〕對受體細胞無害質粒、λ噬菌體衍生物、動植物病毒等1、載體的作用將外源基因送入受體細胞。34最常用的質?！竽c桿菌的質粒試分析其作為載體的優(yōu)點？35小結基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有專一性(識別序列)切開DNA分子的磷酸二酯鍵DNA連接酶連接磷酸二酯鍵種類E.coliDNA連接酶T4

DNA連接酶運載工具具備的條件結構簡單,大小適中能在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)定存在具一個或多個限制酶切位點具標記基因質粒、λ噬菌體衍生物

、動植物病毒36要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性(平)末端？要切兩個切口，產生四個黏性(平)末端。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？會產生相同的黏性(平)末端，然后讓兩者的黏性(平)末端黏合起來，就可以合成重組的DNA分子了。37你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？P4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，以保證自身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而到達保護自身的目的。38POHOHOHOPA39T磷酸二酯鍵1234512345A40磷酸二酯鍵5ˊ

3ˊ

3ˊ5ˊ一個核苷酸核糖上第3位的羥基與下一個核苷酸核糖上第5位的磷酸羥基脫水縮合成酯鍵，該酯鍵稱又3,5磷酸二酯鍵。41A1、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用〔〕A.同種限制酶B.兩種限制酶C.同種連接酶D.兩種連接酶422、不屬于質粒被選為基因運載體的理由是A、能復制〔〕B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環(huán)狀DNAD433、基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的根本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是〔〕A、人工合成目的基因B、目的基因與運載體結合C、將目的基因導入受體細胞D、目的基因的檢測和表達C441.以下說法正確的選項是〔〕A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質粒是基因工程中唯一的運載體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、DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵C練習452.不屬于質粒被選為基因運載體的理由是A、能復制〔〕B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環(huán)狀DNAD練習463、(2011年北大附中高二檢測)以下關于DNA連接酶的表達正確的選項是()①催化相同黏性末端的DNA片段之間的連接②催化不同黏性末端的DNA片段之間的連接③催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成④催化DNA分子兩條