賽教轉基因技術

專題一基因工程蜘蛛能夠吐出蛛絲資料一：蛛絲是自然界最奇特的物質之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農場。30多年來，科學家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。能不能讓蠶“吐出”蜘蛛絲資料二以往，治療糖尿病的胰島素是從動物胰腺中提取的，從100千克豬、牛等動物的胰腺只能提取3－4克胰島素，治療一個患者需宰殺40－50頭牛，這種藥物的造價就可想而知了。微生物可以有分泌產物，且微生物繁殖速率快能否讓微生物產生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？經過多年的努力，科學家于20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術——基因工程。基因工程概念

基因工程：又叫_______技術或_______技術。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾和改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向的改變生物的遺傳性狀?；蚬こ淌俏ㄒ坏腳______變異原理:基因重組基因拼接DNA重組定向不同物種的基因能拼接在一起的原因是：DNA分子都是由4種脫氧核苷酸構成的，都有規(guī)則的雙螺旋結構一物種的基因能在另一物種的細胞內表達的原因是：生物界共用一套密碼子基因的剪刀——基因的針線——基因的運輸工具——限制性核酸內切酶（限制酶）。DNA連接酶運載體1.1DNA重組技術的基本工具你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是是什么嗎？

原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。1、限制性核酸內切酶----“分子手術刀”主要來自原核生物(1)來源：思考與探究P7（2）為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA？通過長期的進化，細菌中含有某種限制酶的細胞，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移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。特點及作用（專一性）限制性核酸內切酶磷酸二酯鍵T12345A12345HHHHHOT12345A12345HHHHOH2O+O限制酶DNA解旋酶區(qū)別限制性內切酶與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限制酶DNA水解酶區(qū)別限制性內切酶與DNA水解酶的區(qū)別切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵，形成片段的DNA.切割磷酸二酯鍵，形成單個的脫氧核苷酸。(1)作用于a(磷酸二酯鍵)的酶有：

限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶、DNA水解酶。(2)作用于b(氫鍵)的酶是解旋酶。限制酶的識別序列：能被限制性內切酶特異性識別的切割部位都具有回文序列：在切割部位，一條鏈正向讀的堿基順序與另一條鏈反向讀的順序完全一致。

EcoRⅠ黏性末端黏性末端Goback

EcoRⅠ黏性末端黏性末端重復演示什么叫黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。SmaⅠ平末端平末端限制酶切割一次，會產生__個黏性末端或平末端，水解___個磷酸二酯鍵。22要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性(平)末端？要切兩個切口，產生四個黏性(平)末端。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？會產生相同的黏性(平)末端，然后讓兩者的黏性(平)末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。思考?從結構上分析，為什么不同生物的DNA能夠連接在一起？①_______________________________②_______________________________具有共同的DNA雙螺旋結構同種限制酶切割后形成的粘性末端或平末端相同（或粘性末端可以堿基互補配對）……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同來源的DNA片段混合將不同種來源的DNA片段連接起來生物A基因片段生物B基因片段……G

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G……酶切……GAATTC…………CTTAAG…………G

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G……同一種二、“分子縫合針”——DNA連接酶①作用: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.②作用原理：催化磷酸二酯鍵形成③DNA連接酶的類型：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)相同點差別可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶即恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵

T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低T4DNA連接酶DNA聚合酶DNA連接酶區(qū)別1區(qū)別2相同點尋根問底DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?1)只能將單個核苷酸連接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵1)在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵2)以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條互補的DNA鏈2)將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需要模板AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶4、DNA連接酶有連接單鏈DNA的本領嗎？

迄今為止，所發(fā)現的DNA連接酶都不具有連接單鏈DNA的能力，至于原因，現在還不清楚，也許將來會發(fā)現可以連接單鏈DNA的酶。思考與探究P7三、“分子運輸車”——基因進入受體細胞的載體⒈載體需要的條件：⑴有1~多個限制酶切點⑵對受體細胞無害⑶導入基因能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存⑷有某些標記基因，便于篩選⒉常用運載體：

⑴細菌的質粒⑵λ噬菌體衍生物或某些動植物病毒⑶假如目的基因導入受體細胞后不能復制，轉基因生物能有預想的效果嗎？⑴作為分子運輸車——載體，如果沒有切割位點將會怎樣？⑵霍亂菌的質粒多個限制酶切點，你會用它來做分子運輸車嗎？

⑷目的基因有沒有進入受體細胞，如何去發(fā)現？

常用的載體：質粒能復制并帶著插入的目的基因一起復制有切割位點有標記基因的存在，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基鑒別3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎？為什么？提示：基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質粒（plasmid），即獨立于細菌擬核染色體DNA之外的一種可以自我復制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質粒都可以作為基因工程載體使用呢？不是，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件：思考與探究P71）載體DNA必需有一個或多個限制酶的切割位點，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點所處的位置，還必須是在質粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。2）載體DNA必需具備自我復制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制。3）載體DNA必需帶有標記基因，以便重組后進行重組子的篩選。4）載體DNA必需是安全的，不會對受體細胞有害，或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去。5）載體DNA分子大小應適合，以便提取和在體外進行操作，太大就不便操作。實際上自然存在的質粒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。小結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(識別序列)切開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連接酶運載工具具備的條件能在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)定存在具一個多個限制酶切位點具標記基因質粒、λ噬菌體衍生物

、動植物病毒1.在基因工程中，切割運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A課堂練習2.不屬于質粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制