選修3課1.1基因工程基本工具課件

乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄專題一基因工程學(xué)習(xí)目標(biāo)1、簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用2、說明基因工程載體需要具備的條件3、認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新特別說明：基因工程引起變異的實質(zhì)是__________，打破不同物種之間的生殖隔離，定向地改變生物的性狀。

基因工程的實質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進而表現(xiàn)出新的性狀?；蛑亟M克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中分離純化出來的一類酶。約4000種。

1、來源：

2、種類：3、作用：4、結(jié)果：形成兩種末端二、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶黏性末端平末端EcoRI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。ＥcoRI限制酶SmaI限制酶識別序列－ＣＣＣＧＧＧ－切割位點Ｇ和Ａ之間Ｃ和Ｇ之間末端類型平末端黏性末端－ＣＴＴＡＡＧ－－ＧＧＧＣＣＣ－－ＧＡＡＴＴＣ－1.作用:催化雙鏈DNA磷酸二酯鍵形成

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.三、“分子縫合針”——DNA連接酶2.種類：①E.coliDNA連接酶：②T4DNA連接酶：連接黏性末端連接黏性末端和平末端拓展引申：限制酶、解旋酶、DNA連接酶及DNA聚合酶的作用比較鞏固練習(xí)：作用于a、b處的酶分別有？比較DNA連接酶DNA聚合酶相同點催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵模板不需要需要DNA的一條鏈為模板作用對象游離的DNA片段單個的脫氧核苷酸作用結(jié)果形成完整的DNA分子形成DNA的一條鏈用途基因工程DNA復(fù)制不同點將外源基因送入受體細(xì)胞。四、“分子運輸車”——基因進入受體細(xì)胞的載體1.載體的作用：質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動植物病毒等2.載體的種類：（本質(zhì)是：ＤＮＡ）能在受體細(xì)胞中進行自我復(fù)制（或與染色體DNA整合后進行同步復(fù)制），并穩(wěn)定的保存

有一個或多個限制酶切割位點具有某些標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇3.載體應(yīng)具備的條件：

在進行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進行過人工改造的。DNA重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”──“分子縫合針”──“分子運輸車”──限制酶DNA連接酶基因進入受體細(xì)胞的載體小結(jié)載體的種類：質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒課后練習(xí)2、聯(lián)系你已有的知識，想一想，為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？

迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來的，它們各自可以識別和切斷DNA上特定的堿基序列。細(xì)菌中限制酶之所以不切斷自身DNA，是因為在長期進化過程中形了一套完善的防御機制，可以將外源入侵的DNA降解。生物在長期演化過程中，含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別的序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶，也不會使自身的DNA切斷，被并且可以防止外源DNA的入侵。3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎？為什么？1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存，或整合到染色體的DNA上去，隨染色體DNA進行同步的復(fù)制。2）載體DNA必須有一個或多個限制酶切點，以便目的基因插入到載體上去。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。載體DNA必須是安全的,不會對受體細(xì)胞有害,或不能進入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去;5)載體DNA分子大小應(yīng)適合,以便提取和在體外進行操作,太大就不便操作.作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件：實際上自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進行人工改造后才能用于基因工程操作。拓寬視野：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？請設(shè)計實驗、預(yù)期實驗結(jié)果，并得出相應(yīng)的實驗結(jié)論。對照組：不添加抗生素實驗組1：添加一定濃度的四環(huán)素實驗組2：添加一定濃度的氨芐青霉素實驗組3：添加一定濃度的四環(huán)素和氨芐青霉素對照組實驗組1實驗組2實驗組3結(jié)論預(yù)期一＋＋＋＋預(yù)期二＋＋－－預(yù)期三＋－＋－預(yù)期四＋－－－對照組：不添加抗生素實驗組1：添加一定濃度的四