DNA重組技術(shù)的基本工具-上課用

1、設(shè)想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？1 胰島素是治療糖尿病的特效藥,長(zhǎng)期以來只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量低成本高。 而微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制。于是科學(xué)家設(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價(jià)格大幅下降。設(shè)想二 能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物？2 這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？ 經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家終于在20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù) 基因工程3基因工程的概念基因工程：指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的

2、生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)。4基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過程實(shí)質(zhì)結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切 拼接 導(dǎo)入 表達(dá)基因重組基因工程的概念5基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程：抗蟲棉的培育有哪些關(guān)鍵步驟？蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因普通棉花(無抗蟲特性)棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)與運(yùn)載體DNA拼接，導(dǎo)入棉花植株(有抗蟲特性)表達(dá)解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？6DNA 重組技術(shù)的基本工具本節(jié)知識(shí)內(nèi)容1 DNA重組技術(shù)的基本工具專題一 基因工程“分子手術(shù)刀”

3、限制酶 “分子縫合針” DNA連接酶 “分子運(yùn)輸車” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 7思考 在自然界中有一些生物的DNA可能進(jìn)入另一種 生物的細(xì)胞中。我們有沒有學(xué)過相關(guān)的實(shí)例？ 那么這類生物為什么沒有在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中被外源 DNA的入侵而滅絕，它們有何保護(hù)機(jī)制？限制酶切割外源DNA,使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的！ 8識(shí)別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是原核生物4000種。 1、來源： 2、種類：3、作用：4、結(jié)果：形成兩種末端一、 “分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶黏性末端平末端9ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯鍵10限制

4、性內(nèi)切酶作用過程點(diǎn)擊播放11什么叫黏性末端？ 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開時(shí)，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。12什么叫平末端？ 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。13 大腸桿菌的一種限制酶（EcoR)能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開形成黏性末端。 Sma能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切割形成平末端 。14模擬操作課本6頁15基因的針線：DNA連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG

5、 C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割16ATGCATGC連接酶連接磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：二、分子縫合針DNA連接酶17 T磷酸二酯鍵1234512345 A18作用部位：是磷酸二酯鍵（扶手）不是氫鍵（梯子） DNA連接酶將兩條DNA鏈連接起來的酶。19連接黏性末端連接黏性末端和平末端分類作用E.coli DNA連接酶連接酶種類：T4DNA連接酶20不同點(diǎn) 連接酶的作用是：將DNA片段間互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。DNA聚合酶和DNA連

6、接酶有何相同和不同點(diǎn)？聚合酶：以一條DNA為模板，將一個(gè)一個(gè)核苷酸連接起來相同點(diǎn)：都是通過形成磷酸二酯鍵連接起來DNA連接酶按來源分兩種，哪兩種？21限制酶DNA解旋酶區(qū)別限制性內(nèi)切酶與DNA解旋酶的區(qū)別切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵將DNA兩條鏈的氫鍵打開形成兩條單鏈22核苷酸分子的連接：ATGCATGCDNA聚合酶連接單鏈DNA把單個(gè)脫氧核苷酸連接到DNA片段上23三、分子運(yùn)輸車基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具就是載體?；蚬こ痰妮d體被喻為：分子運(yùn)輸車基因工程的載體來源：作

7、為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒24議一議2、能否用SARS病毒作為基因載體？3、作為載體，若沒有切割位點(diǎn)將怎樣？4、攜帶目的基因的載體是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，如何鑒定？5、假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制，將怎樣？1、從化學(xué)組成來看，載體應(yīng)含有什么成分？雙鏈DNA不能不能進(jìn)行DNA的重組載體上應(yīng)有標(biāo)記基因可能造成基因丟失25作為載體的必要條件1.能自我復(fù)制能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；2.有一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)能與目的基因結(jié)合3.有遺傳標(biāo)記基因便于觀察4.對(duì)受體細(xì)胞無害、易分離安全、比較容易得到26認(rèn)識(shí)常用的載體質(zhì)粒 質(zhì)粒是基因工程常用的載體，一種

8、裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于染色體或細(xì)菌擬核之外，能自我復(fù)制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，對(duì)宿主細(xì)胞沒有影響，主要存在于細(xì)菌和酵母菌體內(nèi)。其中最常用的是大腸桿菌質(zhì)粒。271、能自我復(fù)制2、具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)3、具有遺傳標(biāo)記基因4、對(duì)受體細(xì)胞無害、易分離5、大小適合，便于操作質(zhì)粒作為運(yùn)載體的條件？在進(jìn)行基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的28課本知識(shí)回顧 基因工程又叫做 或 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來，加以 ， 然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀。基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地29DNA 重組技術(shù)的基

9、本工具“分子手術(shù)刀” “分子縫合針” “分子運(yùn)輸車”限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體30限制性核酸內(nèi)切酶主要是從 的一種酶。識(shí)別雙鏈DNA 分子的某種 ，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的 斷開。形成兩種末端原核生物中分離純化出來特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端平末端31“分子縫合針” DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類連接黏性末端Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端32基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體通常有三種:作為載體的條件： 在進(jìn)行基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是在 質(zhì)粒噬菌體衍生物動(dòng)植物病毒天然質(zhì)粒人工改造的能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；有遺傳標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無害、易分離基礎(chǔ)上進(jìn)行過33練習(xí)在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）同種限制酶 B. 兩種限制酶同種連接酶 D. 兩種連接酶34不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是 A、能復(fù)制