11DNA重組技術(shù)的基本工具用

1、選修3核心知識(shí)關(guān)系生態(tài)工程原理生態(tài)工程實(shí)例生態(tài)工程建設(shè)基因工程 的誕生蛋白質(zhì)工程基因工程應(yīng)用基因工程的原理及技術(shù)基因工程現(xiàn)代生物科技專題植物的組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)體細(xì)胞克隆細(xì)胞融合與單克隆抗體細(xì)胞工程轉(zhuǎn)基因生物 的安全性生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題生物武器對(duì)人類的威脅胚胎工程應(yīng)用胚胎工程理論基礎(chǔ)動(dòng)物胚胎發(fā)育胚胎干細(xì)胞移植胚胎工程1.1DNA重組技術(shù)的基本工具設(shè)想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？ 胰島素是治療糖尿病的特效藥,長(zhǎng)期以來(lái)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(wèn)題，還能大

2、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？這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？ 經(jīng)過(guò)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(guò)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)?；蚬こ痰膭e名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)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

3、達(dá)基因重組基因工程的概念基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)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(wú)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？基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與棉花DNA“縫合”關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因進(jìn)入棉花細(xì)胞解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？“分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶“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DNA 重組技術(shù)的基本工具1-1 DNA重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”

4、 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 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(kāi)。主要是原核生物4000種。 1、來(lái)源： 2、種類：3、作用：5、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4、切割方式：錯(cuò)切和平切ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯鍵 T磷酸二酯鍵1234512345 A限制性內(nèi)切酶作用過(guò)程點(diǎn)擊播放1、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(kāi)形成黏性末端。 2、Sma能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切割形成平末端 。常

5、見(jiàn)的兩種限制酶Sma平末端平末端EcoR黏性末端黏性末端什么叫黏性末端？ 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開(kāi)時(shí)，被限制酶切開(kāi)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。 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)，切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。什么叫平末端？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 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A(yù)TG

6、CATGC連接酶連接磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過(guò)程：二、分子縫合針DNA連接酶作用部位：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(lái)的酶。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DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈連接部位雙鏈在兩DNA片斷之間形成磷酸二酯鍵單鏈將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片斷3末端形成磷酸二酯鍵核苷酸分子的連接：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A A T T GCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶D

7、NA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用返回三、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(lái)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。1、基因工程的載體被喻為：分子運(yùn)輸車2、基因工程的載體來(lái)源：作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)便于與外源目的基因結(jié)合3.有遺傳標(biāo)記基因便于檢測(cè)和篩選4.對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離安全、比較容易得到能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有

8、標(biāo)記基因的存在，將來(lái)可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。認(rèn)識(shí)常用的載體 質(zhì)粒是基因工程常用的載體，一種裸露的、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(méi)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。1.細(xì)菌的質(zhì)粒2.噬菌體和某些病毒的DNA。課本知識(shí)回顧 1、基因工程又叫做 或 。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來(lái)，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?；蚱唇蛹夹g(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地“分子手術(shù)刀” 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 2、DNA

9、重組技術(shù)的基本工具3、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(kāi)。形成_和_兩種末端。 原核生物中分離純化出來(lái)特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平末端4、“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5、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_ 的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)_的 質(zhì)粒噬菌體衍生物動(dòng)植物病毒天然質(zhì)粒人工改造能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；有遺傳標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、

10、易分離小結(jié)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(shí)別序列)切開(kāi)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(yùn)載工具具備的條件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,大小適中能在宿主細(xì)胞中自我復(fù)制并穩(wěn)定存在具一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具標(biāo)記基因質(zhì)粒、噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒練習(xí)1.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2.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)3.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)4.在基因