高中生物選修3專題一1-1DNA重組技術的基本工具

復習回顧：2.組成元素:

。C、H、O、N、P1.基本組成單位是

，其組成如下：核苷酸五碳糖磷酸含氮的堿基一分子核苷酸＝一分子

+

一分子

+一分子

。五碳糖含氮堿基磷酸核酸是由核苷酸連接而成的長鏈⑴五碳糖核糖脫氧核糖核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（DNA）3.核苷酸的化學組成、種類脫氧核糖核苷酸脫氧核糖P含氮堿基種類AGCT腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶

胸腺嘧啶（4種）腺嘌呤脫氧核糖核苷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸3.核苷酸的化學組成、種類核糖核苷酸種類UA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶

尿嘧啶（4種）腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸P含氮堿基核糖3.核苷酸的化學組成、種類思考：同時含有兩種核酸的生物的五碳糖、堿基、核苷酸分別為多少種？只有一種核酸的生物的五碳糖、堿基、核苷酸分別為多少種？堿基：5種堿基：4種核苷酸：8種核苷酸：4種五碳糖：2種五碳糖：1種ATGCATGC一條脫氧核苷酸鏈氫鍵4.核苷酸的連接方式：脫水縮合磷酸二酯鍵H2O12345123455”端3”端3”端5”端反向平行2條長鏈盤旋折疊AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原則。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間的關系染色體DNA基因脫氧核苷酸染色體是DNA的主要載體每個染色體上有一個或兩個DNA分子基因是有遺傳效應的DNA片斷每個DNA分子上有許多基因基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息每個基因由許多脫氧核苷酸組成DNA是主要的遺傳物質(zhì)一般DNA由____條______核苷酸鏈組成；而RNA由____條______核苷酸鏈組成。21脫氧核糖RNADNA基因工程及其應用從雜交育種到基因工程復習回顧：又稱基因拼接技術,或DNA重組技術。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胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。什么叫基因工程?原理：基因重組如:EcoRI1、該限制酶只能識別GAATTC的序列，說明了限制酶具有的特性是

。2、EcoRI限制酶識別了GAATTC的序列后，將會發(fā)生什么樣的變化？專一性1.基因的剪刀—限制性核酸內(nèi)切酶基因操作的工具黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT2.基因的針線—DNA連接酶DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？模型構(gòu)建2使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重組DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？①從細胞中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因一、提取目的基因二、目的基因與運載體結(jié)合三、目的基因?qū)胧荏w細胞四、目的基因的檢測與鑒定基因工程操作的“四個步驟”生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)1.1DNA重組技術的基本工具基因工程的別名__________________操作環(huán)境生物體外操作對象_________操作水平_________________結(jié)果_______________________DNA重組技術基因DNA分子水平新的生物類型和生物產(chǎn)品基因工程的概念：又稱基因拼接技術,或DNA重組技術。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胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。原理：基因重組資料分析：

位于費城托馬斯·杰斐遜大學的希拉里和她的同事成功地將人體狂犬病抗體的DNA譯碼移入煙草作物中。

轉(zhuǎn)基因煙草作物可以產(chǎn)生一種人體蛋白質(zhì)，而這種物質(zhì)能抗擊致命性的狂犬病病毒。

導入：此轉(zhuǎn)基因?qū)嶒瀸崿F(xiàn)了哪種生物的哪些性狀在另外哪種生物中表達？性狀的表達與我們從前學過的什么過程有關？要實現(xiàn)藥物基因在煙草中的表達，要提前做哪些關鍵工作?一、DNA重組技術的基本工具限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”

思考分組討論原核生物為什么沒有在長期的進化過程中由于外源DNA的入侵而滅絕，有什么保護機制？

1、來源：主要是從原核生物中分離純化出來一.限制性核酸內(nèi)切酶原核生物易受外源DNA入侵，（如噬菌體侵染細菌）但在進化過程形成一套完善的防御機制，如限制酶可切割掉外來DNA，保證自身完全的作用2、限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點：能識別特定核苷酸序列；從特定部位的兩個核苷酸之間切開。體現(xiàn)了酶的特性是具有

。專一性限制性內(nèi)切酶限制酶3、結(jié)果：形成黏性末端和平末端限制酶所識別的序列有什么特點

限制酶所識別的序列，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復排列的。分組討論：二、DNA連接酶——“分子縫合針”1、種類和來源：有兩種：E·coli連接酶:從大腸桿菌中分離得到。T4DNA連接酶:從T4噬菌體中分離得到。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口，而不能連接單鏈DNA。2、作用：E·coli連接酶只能連接黏性末端；

T4DNA連接酶既可“縫合”黏性末端，又可“縫合”平末端。黏性末端平末端以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，試分析：①GC…②AATTC…③…GC④…CTTAACG…G……CG…G

(1)其中①和

是由一種限制酶切割形成的

末端，兩者要重新組成一個DNA分子，所用DNA連接酶通常是

。（2）②

和

④

是由另一種限制酶切割形成的

末端，兩者要形成重組DNA片段，所用的連接酶通常是

。反饋練習：③平黏性E·coli連接酶T4DNA連接酶DNA連接酶——“分子縫合針”DNA連接酶與DNA聚合酶一樣嗎？為什么？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不同點模板不需要模板需要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復制連接部位在兩DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵三.基因進入受體細胞的載體

1、載體種類：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等

質(zhì)粒是基因工程最常用的運載體，

1.來源：廣泛地存在于細菌中，

2.結(jié)構(gòu)：是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌擬核DNA外。很小，大小只有普通細菌擬核DNA的百分之一。要對天然質(zhì)粒進行人工改造2.質(zhì)粒適合作為載體的特點(1)具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子，（2）有一個至多個_________切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中。(3)有特殊的__________基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(4)對受體細胞

。（5）大小要合適，以便操作限制酶遺傳標記無害達標練習在基因工程中，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.兩種連接酶不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制

B、有多個限制酶切點

C、具有標記基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習

下列關于DNA連接酶的作用，敘述正確的是(

)A．能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，也能將雙鏈DNA分子的黏性末端之間的氫鍵進行連接B．將單個核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵C．連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D．將斷開的兩個DNA片段的骨架連接起來,重新形成磷酸二酯鍵【解析】

DNA連接酶連接兩個DNA片段,以恢復被限制酶切開的磷酸二酯鍵，而非氫鍵?！敬鸢浮?/p>

D例【探規(guī)尋律】幾種酶的作用部位限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶作用于①部位,DNA解旋酶作用于②部位。據(jù)下圖所示,有關酶功能的敘述錯誤的是(

)A．限制性核酸內(nèi)切酶可以切斷a處B．DNA聚合酶可以連接a處C．解旋酶可以使b