基因工程的工具

基因工程的工具享學(xué)課堂第1頁(yè)，共23頁(yè)。1基因工程的工具5/8/2024基因工程基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。第2頁(yè)，共23頁(yè)。2基因工程的工具5/8/2024

基礎(chǔ)理論

和技術(shù)的發(fā)展

催生了基因工程第3頁(yè)，共23頁(yè)。3基因工程的工具5/8/2024DNA重組技術(shù)的基本工具是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品分析概念：工具為什么要加工什么是表達(dá)用什么導(dǎo)入第4頁(yè)，共23頁(yè)。4基因工程的工具5/8/2024基因操作的工具基因的剪刀（分子手術(shù)刀）——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）

基因的針線（分子縫合針）——DNA連接酶基因的運(yùn)輸工具（分子運(yùn)輸車）——運(yùn)載體到哪里去尋找這種酶第5頁(yè)，共23頁(yè)。5基因工程的工具5/8/2024（1）限制酶①分布：主要在原核生物中。②作用特點(diǎn):專一性，識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。③結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端和平末端

④舉例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶

與我們學(xué)過(guò)的DNA酶相同嗎？識(shí)別序列的特點(diǎn)作用是什么兩者的區(qū)別這兩種酶切的特點(diǎn)切斷的是什么鍵第6頁(yè)，共23頁(yè)。6基因工程的工具5/8/2024限制酶的識(shí)別特點(diǎn)以中軸線雙側(cè)的DNA上堿基呈反向?qū)ΨQ，重復(fù)排列如：GAATTCCCCGGGCTTAAGGGGCCC第7頁(yè)，共23頁(yè)。7基因工程的工具5/8/2024黏性末端黏性末端EcoRI第8頁(yè)，共23頁(yè)。8基因工程的工具5/8/2024被限制酶切開的DNA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。什么叫黏性末端？第9頁(yè)，共23頁(yè)。9基因工程的工具5/8/2024要想獲得某個(gè)特定性狀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？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來(lái)，就似乎可以合成重組的DNA分子了。第10頁(yè)，共23頁(yè)。10基因工程的工具5/8/2024G

AA

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G同種限制酶切割基因的針線：DNA連接酶第11頁(yè)，共23頁(yè)。11基因工程的工具5/8/2024（2）DNA連接酶①連接的部位：磷酸和脫氧核糖之間的鍵：磷酸二酯鍵（梯子的扶手）②結(jié)果：將兩個(gè)相同的未端的連接。③分類：E·coliDNA連接酶

T4DNA連接酶

與DNA聚合酶相同嗎二者在性質(zhì)上的區(qū)別第12頁(yè)，共23頁(yè)。12基因工程的工具5/8/2024DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)(形成磷酸二酯鍵)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了?；虻尼樉€——DNA連接酶第13頁(yè)，共23頁(yè)。13基因工程的工具5/8/2024（3）運(yùn)載體①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。②具備的條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，并穩(wěn)定地保存有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，

具有某些標(biāo)記基因，對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害③舉例：質(zhì)粒（常用）、噬菌體和動(dòng)植物病毒為什么要具備這些條件與外源基因連接。便于進(jìn)行篩選第14頁(yè)，共23頁(yè)。14基因工程的工具5/8/2024質(zhì)粒特點(diǎn)1、細(xì)菌染色體外雙鏈環(huán)狀DNA分子2、能自我復(fù)制并在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在3、有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)4、有特殊的遺傳標(biāo)記基因注意：真正用作運(yùn)載體的質(zhì)粒都是人工改造過(guò)的。第15頁(yè)，共23頁(yè)。15基因工程的工具5/8/20241）以下說(shuō)法正確的是（）A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來(lái)C練習(xí)第16頁(yè)，共23頁(yè)。16基因工程的工具5/8/20242）不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（）A、能復(fù)制B、有多個(gè)限制酶切點(diǎn)C、具有標(biāo)記基因D、它是環(huán)狀DNAD練習(xí)第17頁(yè)，共23頁(yè)。17基因工程的工具5/8/20243）有關(guān)基因工程的敘述中，錯(cuò)誤的（）A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái)B、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶A練習(xí)第18頁(yè)，共23頁(yè)。18基因工程的工具5/8/2024練習(xí)4）下列關(guān)于基因工程的敘述，不正確的是（）A、基因工程的原理是基因重組B、運(yùn)用基因工程技術(shù)，可使生物發(fā)生定向變異C、一種生物的基因轉(zhuǎn)接到另一種生物的DNA分子上D、是非同源染色體上非等位基因的自由組合D第19頁(yè)，共23頁(yè)。19基因工程的工具5/8/20245）有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D練習(xí)第20頁(yè)，共23頁(yè)。20基因工程的工具5/8/20246）基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是（）A、人工合成目的基因B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)C練習(xí)第21頁(yè)，共23頁(yè)。21基因工程的工具5/8/202435.（8分）【生物—現(xiàn)代生物科技專題】為擴(kuò)大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（1）獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中___處，DNA連接酶作用于___處。（填“a”或“b”）（2）將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_________________________________法。（3）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用__________________技術(shù)，該技術(shù)的核心是__________________________和____________________。（4）為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的______________________________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用________________________________________方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。習(xí)題a植物組織培養(yǎng)脫分化（去分化）基因槍法（花粉管通道法）再分化耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）a第22頁(yè)，共23頁(yè)。22基因工程的工具5/8/2024習(xí)題39、以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下列問題。(1)獲得目的基因的方法通常包括________和________。(2)切割和連接DNA分子所使用的酶分別________和________。(3)運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或________，后者的形狀成________。(4)由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率________，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行