工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生課-件課件

1、第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生余杭實(shí)驗(yàn)中學(xué) 張栩佳發(fā)光的水母設(shè)想？能否讓熱帶斑馬魚也發(fā)光？蜘蛛羊母羊分泌乳汁時(shí)產(chǎn)生的絲蛋白，到了空氣就凝結(jié)成蜘蛛絲自然界的“藍(lán)玫瑰”基因工程基因工程又叫DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。培育藍(lán)玫瑰1.獲取藍(lán)色基因2.重組含有藍(lán)色基因的質(zhì)粒3.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞4.獲得藍(lán)色玫瑰已知三色堇中存在合成藍(lán)色素的基因1.獲取藍(lán)色基因三色堇的一段DNA序列（包含藍(lán)色基因）限制性核酸內(nèi)切酶剪刀1.作用： 2.作用部位： 識(shí)別和切割DNA分子內(nèi)的一小段特殊核苷

2、酸序列磷酸二酯鍵識(shí)別與切割特定核苷酸序列作用結(jié)果：形成2個(gè)粘性末端 如果其中一種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列是GAATTC,它能在G與A之間切斷DNA。 某種限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開，產(chǎn)生2個(gè)粘性末端。 1.試寫出下面三種限制性核酸內(nèi)切酶切割后所產(chǎn)生的粘性末端難點(diǎn)突破：切割出來的粘性末端有什么特點(diǎn)？-AGATCT-TCTAGA-堿基互補(bǔ)配對(duì)作用結(jié)果：平末端 某種酶識(shí)別CCCGGG,能在C與G之間切斷DNA.-CCCGGG-GGGCCC- Sma -CCC GGG-GGG CCC- 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

3、的。 思考：1.為了從以下序列中切割下藍(lán)色基因，限制性核酸內(nèi)切酶在圖示序列中應(yīng)該有幾個(gè)識(shí)別序列？有2個(gè)識(shí)別序列2.切割后產(chǎn)生幾個(gè)粘性末端？4個(gè)粘性末端目的基因DNA連接酶針線我們已獲得藍(lán)色基因，如何把獲得藍(lán)色基因和載體DNA連接起來,需要什么工具？2.重組含有藍(lán)色基因的質(zhì)粒DNA連接酶針線DNA連接酶作用特點(diǎn) DNA連接酶可把粘性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣外源基因和載體DNA連接在一起形成重組DNA分子。作用特點(diǎn)：具有末端堿基互補(bǔ)的2個(gè)DNA片段連接 （磷酸二酯鍵）2.下列四個(gè)粘性末端，彼此之間可以連接的是（ ）A B C DB質(zhì)粒-運(yùn)輸工具目的基因不是一

4、個(gè)完整的DNA分子，是DNA的一個(gè) 片段，它不能自我復(fù)制和表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）。因此藍(lán)色基因不可以直接導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞。 需要載體作為運(yùn)輸工具什么是載體？ 運(yùn)載外源DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞的車子。有質(zhì)粒、噬菌體、植物病毒、動(dòng)物病毒質(zhì)粒質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子。閱讀材料，概括質(zhì)粒的特點(diǎn)科學(xué)家用某種限制性核酸內(nèi)切酶從某菌中得到抗棉鈴蟲基因，同時(shí)用同一種酶切開質(zhì)粒(質(zhì)粒如圖)，用DNA連接酶連接形成重組DNA分子（含抗棉鈴蟲基因），導(dǎo)入普通棉花細(xì)胞，然后放置于含抗生素A和抗生素B的培養(yǎng)基上篩選出成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的棉花細(xì)胞。1.具有多個(gè)酶切位點(diǎn)2.具有標(biāo)記基因小組討論均用同一種限制性內(nèi)切酶切割，產(chǎn)生

5、相同的粘性末端，堿基互補(bǔ)配對(duì)，再用DNA連接酶連接。1.為何質(zhì)粒上要存在酶切位點(diǎn)？2.如何把獲得的藍(lán)色基因與質(zhì)粒連接形成重組DNA分子？以便于外源基因插入課堂活動(dòng)：模擬藍(lán)玫瑰培育過程中的形成重組DNA分子的步驟。材料：三色堇的一段DNA序列（含藍(lán)色基因）、環(huán)狀質(zhì)粒剪刀、膠水三色堇的一段DNA序列和質(zhì)粒上均只有EcoR酶的識(shí)別序列以及酶切位點(diǎn)（如圖） 1.剪刀和膠水分別代表什么工具？2.提示步驟： 1.獲得藍(lán)色基因 2.重組含有藍(lán)色基因的質(zhì)粒四人一組，實(shí)驗(yàn)結(jié)束由組長匯報(bào)。1.獲取藍(lán)色基因（限制性內(nèi)切酶）2.重組含有藍(lán)色基因的質(zhì)粒（DNA連接酶，質(zhì)粒）3.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞4.獲得藍(lán)色玫瑰培育

6、真正的藍(lán)玫瑰步驟：（怎么導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞？）（如何篩選出成功導(dǎo)入的細(xì)胞？）總結(jié)-基因工程的重要工具1.限制性核酸內(nèi)切酶 識(shí)別和切割DNA分子內(nèi)的一小段特殊核苷酸序列，形成粘性末端或平末端 2.DNA連接酶 連接末端堿基互補(bǔ)的DNA分子 3.質(zhì)粒 運(yùn)載外源DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞 基因工程實(shí)質(zhì)：基因重組能力提升1.下圖為DNA分子中的某一片段，其中分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是（ ）A.DNA連接酶、限制性內(nèi)切酶、解旋酶B.限制性內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C.解旋酶、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶D.限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶C2.某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)（bp），先用限制性核酸內(nèi)切酶a酶完全切割，再把得到產(chǎn)物用限制性核酸內(nèi)切酶b酶完全切割，得到DNA片段大小如下表。a酶b酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖。下列有關(guān)錯(cuò)誤的是( )a酶切割產(chǎn)物（bp）b酶再次切割產(chǎn)物（bp）2100.1400.1000.5001900.200.800.600.1000.500A.a酶與b酶切斷的化學(xué)鍵相同B.限制性內(nèi)切酶a和b切除的DNA片段不能相互連接C.該DNA分子中，a酶有3個(gè)酶切位點(diǎn)D.僅用b酶切割該DNA分子，可得到3種DNA片段B3.若用兩種識(shí)別和切割序列完全不相同的限制酶E和F從基因組DNA上切下目的基因（1.2kb，1kb