1.1生態(tài)工程基本操作工具幻燈片

什么叫基因工程？

基因工程，又叫DNA重組技術(shù)。指按照人們的愿望，在DNA分子水平上進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，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(chǎn)品。1.1DNA重組技術(shù)的基本工具解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來抗蟲基因與載體“縫合”抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞“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”——載體一、限制性內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”主要從原核生物中分離純化出來。②種類：已從近300種微生物中分離出4000種限制酶。③作用：1.能識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。①來源：限制性內(nèi)切酶在原核生物中的作用是什么？

切斷外源DNA，使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。A1234512345C

一個(gè)核苷酸核糖上第3位的羥基與下一個(gè)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3,5磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵切割位點(diǎn)想一想限制酶所識(shí)別的序列有什么特點(diǎn)？

限制酶所識(shí)別的序列，無論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線（如圖），中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向、對稱、重復(fù)排列的。限制酶所識(shí)別序列的特點(diǎn)：EcoRI限制酶的切割

黏性末端黏性末端

大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)只能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。Sma

I限制酶的切割SmaⅠ平末端平末端

只能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切開?！倦S堂檢測】1、下列黏性末端屬于同種內(nèi)切酶切割而成的是（）

A、①②B、①③C、①④D、②③AGTCTCCA③TCGAGCTTAA①AATTCG②AGCTTCAG④A【隨堂檢測】2.下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是（）A.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧苷酸序列B.限制酶的活性受溫度的影響C.限制酶能識(shí)別和切割RNAD.限制酶可從原核生物中提取C【隨堂檢測】3.下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是（）A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因純合新品種B.抗蟲小麥與矮桿小麥雜交，通過基因重組獲得坑蟲矮桿小麥C.將含有抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D.用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子改善發(fā)生變異的大豆C【隨堂檢測】4.下列關(guān)于基因工程的說法中，正確的是（）A.基因工程的設(shè)計(jì)和施工是細(xì)胞水平上進(jìn)行的B.基因工程都是在生物體外完成的C.基因工程是對蛋白質(zhì)進(jìn)行的操作D.基因工程能打破物種的界限，定向改造生物性狀D【思考?討論】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(平)末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性(平)末端。如果把兩種不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？如果把同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶來切割，結(jié)果又會(huì)怎樣呢？

不同的DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同；同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不同?！緦じ鶈柕住?、聯(lián)系你已有的知識(shí)，想一想，為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？1）細(xì)菌本身不含這種限制酶的識(shí)別序列。2）細(xì)菌通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使之不能切開。2、限制性內(nèi)切酶和DNA水解酶的區(qū)別是什么？二、DNA連接酶——“分子縫合針”①作用:

把切下來的雙鏈DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來，催化磷酸二酯鍵形成。二、DNA連接酶——“分子縫合針”②類型：E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源功能大腸桿菌T4噬菌體

恢復(fù)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)相同點(diǎn)差別課本P7【思考與探究】第1題比較下列幾種酶【隨堂檢測】5.圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(

)

A．①②③④ B．①②④③C．①④②③ D．①④③②C【隨堂檢測】6.下列有關(guān)限制性內(nèi)切酶識(shí)別的敘述，不正確的是(

)A．從反應(yīng)類型來看，限制性內(nèi)切酶催化的是一種水解反應(yīng)B．限制性內(nèi)切酶的活性受溫度、pH的影響C．一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別雙鏈DNA中某種特定的脫氧核苷酸序列D．限制性內(nèi)切酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越小D【隨堂檢測】7.據(jù)右圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是（）A.限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處B.DNA聚合酶可以連接a處C.解旋酶可以使b處解開D.連接C處的酶可以為DNA連接酶D【隨堂檢測】8.下列關(guān)于DNA連接酶作用的敘述，正確的是（）A.將單個(gè)核苷酸加到某個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵B.將斷開的2個(gè)DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C.連接2條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D.只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端連接起來，而不能將兩者之間的平均末端進(jìn)行連接B【隨堂檢測】9.“黃金大米”是將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化酶的基因?qū)氲剿炯?xì)胞中而制備成功的。一般來說，在制備“黃金大米”植株的過程中，不需要使用下列中的（）A.限制性核酸內(nèi)切酶B.纖維素酶C.DNA連接酶D.DNA聚合酶B三、載體——“分子運(yùn)輸車”1、運(yùn)載體的作用是什么？作用一：作為運(yùn)載工具，將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。作用二：利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞內(nèi)，對外源基因進(jìn)行大量復(fù)制。2、常見的運(yùn)載體有哪些？動(dòng)植物病毒等質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物探究：載體需要的條件載體需要的條件：⑴有1-多個(gè)限制酶切點(diǎn)⑵對受體細(xì)胞無害⑶導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)⑷有某些標(biāo)記基因，便于篩選⑶假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？⑴作為分子運(yùn)輸車——載體，如果沒有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？⑵霍亂菌的質(zhì)粒多個(gè)限制酶切點(diǎn)，你會(huì)用它來做分子運(yùn)輸車嗎？

⑷怎樣檢測目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞？

質(zhì)粒：

裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。在基因工程操作中，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。有標(biāo)記基因的存在，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點(diǎn)能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制

已知標(biāo)記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素的基因，現(xiàn)探討某細(xì)菌的質(zhì)粒中有無標(biāo)記基因或標(biāo)記基因是什么？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。對照組：不添加抗生素實(shí)驗(yàn)組1：添加一定濃度的四環(huán)素實(shí)驗(yàn)組2：添加一定濃度的氨芐青霉素實(shí)驗(yàn)組3：添加一定濃度的四環(huán)素和氨芐青霉素練習(xí)對照組：不添加抗生素實(shí)驗(yàn)組1：添加一定濃度的四環(huán)素實(shí)驗(yàn)組2：添加一定濃度的氨芐青霉素實(shí)驗(yàn)組3：添加一定濃度的四環(huán)素和氨芐青霉素既含有抗四環(huán)素基因也含有抗氨芐青霉素基因只含有抗四環(huán)素基因只含有抗氨芐青霉素基因既不含有抗四環(huán)素基因也不含有抗氨芐青霉素基因【隨堂檢測】10.質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它的主要特點(diǎn)是（）①能自主復(fù)制②不能自主復(fù)制③結(jié)構(gòu)簡單

④蛋白質(zhì)⑤環(huán)狀RNA⑥環(huán)狀DNA⑦對宿主細(xì)胞無害A.①③⑤⑦

B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦11.下列不適合用于基因工程的運(yùn)載體是（）

A