高二生物【3】DNA重組技術(shù)的基本工具

DNA重組技術(shù)的基本工具高二年級生物一、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.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。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。2.學(xué)習(xí)難點(diǎn)限制酶的作用基因工程載體需要具備的條件。綠色熒光水母（日）下村修：發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白（美）馬丁·沙爾菲：建立利用綠色熒光蛋白研究基因表達(dá)的基本方法（美）錢永?。焊脑炀G色熒光蛋白綠色熒光水母綠色熒光小鼠轉(zhuǎn)基因動物綠色熒光水母綠色熒光煙草轉(zhuǎn)基因植物2008年諾貝爾化學(xué)獎日下村修美馬丁·沙爾菲美錢永健基因工程的定義基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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?；蚬こ痰亩x基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因工程的定義理論依據(jù)：DNA是主要遺傳物質(zhì)基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）基因組DNA基因工程的定義基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）

mRNA蛋白質(zhì)理論依據(jù)：DNA是主要遺傳物質(zhì)基因組DNA基因工程的定義基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）

mRNA蛋白質(zhì)理論依據(jù)：DNA是主要遺傳物質(zhì)基因組DNA目的基因（體外）基因工程的定義基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）

mRNA蛋白質(zhì)基因組DNA目的基因（體外）

mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因生物理論依據(jù)：DNA是主要遺傳物質(zhì)；各種生物共用一套遺傳密碼?；蚬こ痰亩x基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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。供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）

mRNA蛋白質(zhì)理論依據(jù)：DNA是主要遺傳物質(zhì)；各種生物共用一套遺傳密碼?；蚪MDNA目的基因（體外）

mRNA蛋白質(zhì)定向改造生物性狀轉(zhuǎn)基因生物DNA重組技術(shù)的基本工具供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）

mRNA蛋白質(zhì)基因組DNA目的基因（體外）

mRNA蛋白質(zhì)1.“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶2.“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體3.“分子縫合針”—DNA連接酶1.“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶簡稱限制酶。作用：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。DNA基本單位AACTTGCTAGAT1ˊ2ˊ3ˊ4ˊ5ˊDNA基本單位AACTTGCTAGAT磷酸二酯鍵氫鍵1ˊ2ˊ3ˊ4ˊ5ˊ3ˊ磷酸二酯鍵DNA基本單位AACTTGCTAGAT磷酸二酯鍵1ˊ2ˊ3ˊ4ˊ5ˊ5ˊ5ˊ3ˊ3ˊ1ˊ2ˊ3ˊ4ˊ5ˊ3ˊ磷酸二酯鍵1.“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶簡稱限制酶。作用：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。EcoRⅠ限制酶：識別GAATTC序列，并在GA間切割EcoRⅠ限制酶AACTTGCTAGATEcoRⅠ限制酶AACTTGCTAGATEcoRⅠ限制酶AACTTGGCTAATAACTTGCTAGAT黏性末端EcoRⅠ限制酶CTTAAGGAATTCEcoRⅠ限制酶CTTAAGGAATTCEcoRⅠ限制酶CTTAAGGAATTCCTTAAGGAATTCEcoRⅠ限制酶CTTAAGGAATTCCTTAAGGAATTCEcoRⅠ限制酶黏性末端CTTAAGGAATTCCTTAAGGAATTCEcoRⅠ限制酶黏性末端CTTAAGGAATTCCTTAAGGAATTC問題：是不是所有的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端呢？限制酶的種類識別序列切割位點(diǎn)SmaⅠGGGCCCG↓CBamHⅠGGATCCG↓GSau3AGATC

↓GATC限制酶的種類識別序列切割位點(diǎn)SmaⅠGGGCCCG↓CBamHⅠGGATCCG↓GSau3AGATC

↓GATC①SmaⅠGGGCCCCCCGGGCCCGGGGGGCCCGGCCTAGGATCC②BamHⅠGGATCCCCTAGG③Sau3AGATCCTAGCTAGGATC黏性末端黏性末端平末端①SmaⅠGGGCCCCCCGGGCCCGGGGGGCCC②BamHⅠGGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG③Sau3AGATCCTAGCTAGGATC黏性末端黏性末端平末端（1）不同限制酶的識別序列和切割位點(diǎn)不同（酶的專一性）。（2）限制酶切割DNA片段后的結(jié)果：形成黏性末端或平末端。（3）不同限制酶切割DNA可能形成相同的黏性末端。

見②③中軸線1.“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶簡稱限制酶。作用：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。結(jié)果：形成黏性末端或平末端。來源：主要來自原核生物供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因組DNA（目的基因）基因組DNA直接導(dǎo)入目的基因結(jié)果1：目的基因被降解結(jié)果2：基因組DNA被降解2.“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體DNA運(yùn)載體種類質(zhì)粒（常用）λ噬菌體的衍生物動植物病毒2.“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體DNA運(yùn)載體具備條件（1）一個或多個限制酶切割位點(diǎn)：

供目的基因插入其中（2）自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞染

色體DNA上，隨染色體DNA同步復(fù)制（3）標(biāo)記基因：供重組DNA的鑒定和選擇基因組DNA（目的基因）123CTTAAGCTTAAG同種限制酶切EcoRⅠ限制酶GAATTCGAATTC目的基因42質(zhì)粒4質(zhì)?；蚪MDNA（目的基因）同種限制酶切EcoRⅠ限制酶GAATTCGAATTC目的基因12342CTTAAGCTTAAG質(zhì)粒4質(zhì)粒基因組DNA（目的基因）同種限制酶切EcoRⅠ限制酶GAATTCGAATTC目的基因12342CTTAAGCTTAAG質(zhì)粒4質(zhì)?；蚪MDNA（目的基因）同種限制酶切EcoRⅠ限制酶GAATTCGAATTC目的基因12342CTTAAGCTTAAG質(zhì)粒4質(zhì)粒3.“分子縫合針”—DNA連接酶GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAG磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵重組DNA分子3.“分子縫合針”—DNA連接酶類型來源作用相同點(diǎn)區(qū)別E·coliDNA連接酶大腸桿菌恢復(fù)磷酸二酯鍵只連黏性末端T4DNA連接酶T4噬菌體能連黏性末端和平末端（效率低）小結(jié)基因組DNA（目的基因）質(zhì)粒同種限制酶切

DNA連接酶連重組DNA（重組質(zhì)粒）小結(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具限制酶DNA連接酶運(yùn)載體限制酶作用結(jié)果來源作用種類

條件種類

“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶簡稱限制酶。作用：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。結(jié)果：形成黏性末端或平末端。來源：主要來自原核生物小結(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具限制酶DNA連接酶運(yùn)載體限制酶作用結(jié)果來源作用種類

條件種類

“分子縫合針”—DNA連接酶作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。種類：E·coliDNA連接酶、T4DNA連接酶小結(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具限制酶DNA連接酶運(yùn)載體限制酶作用結(jié)果來源作用種類

條件種類

“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體條件（1）一個或多個限制酶切割位點(diǎn)：供目的基因插入其中（2）自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，

隨染色體DNA同步復(fù)制（3）標(biāo)記基因：供重組DNA的鑒定和選擇種類：質(zhì)粒（常用）、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒練習(xí)1.以下說法正確的是（）

A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體

C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：

具有多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源（目的）基因連接

D、DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵練習(xí)1.以下說法正確的是（

C

）

A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體

C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：

具有多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源（目的）基因連接

D、DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵練習(xí)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、有多個限制酶切點(diǎn)

C、具有標(biāo)記基因

D、它是環(huán)狀DNA練習(xí)2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（

D

）

A、能復(fù)制

B、有多個限制酶切點(diǎn)

C、具有標(biāo)記基因

D、它是環(huán)狀DNA練習(xí)3.下列所示的黏性末端是由幾種限制酶作用產(chǎn)生的（）

A、1種B、2種C、3種D、4種AATTCGAATTGCTTAACGTTAAGC練習(xí)3.下列所示的黏性末端是由幾種限制酶作用產(chǎn)生的（

D

）