專題一 基因工程：1.1DNA重組技術(shù)的基本工具

設(shè)想一

能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？

主講教師

郎啟勝

胰島素是治療糖尿病的特效藥,長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，產(chǎn)量低成本高。而微生物生長迅速，容易控制。于是科學(xué)家設(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價格大幅下降。設(shè)想二

能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物？回憶舊知識

這些定向改造基因的設(shè)想能實現(xiàn)嗎？

經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家終于在20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)

——基因工程

重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。

將人的生長激素基因注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級小鼠”。超級小鼠與超級魚轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)基因工程的概念基因工程：指按照人們的愿望,進行嚴(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,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫作DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)?；蚬こ痰膭e名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質(zhì)結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組基因工程的概念基因工程操作的四個基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：抗蟲棉的培育有哪些關(guān)鍵步驟？蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因普通棉花(無抗蟲特性)棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)與運載體DNA拼接，導(dǎo)入棉花植株(有抗蟲特性)表達(dá)解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？DNA重組技術(shù)的基本工具本節(jié)知識內(nèi)容§1DNA重組技術(shù)的基本工具專題一基因工程“分子手術(shù)刀”──限制酶

“分子縫合針”──DNA連接酶

“分子運輸車”

──基因進入受體細(xì)胞的載體

思考在自然界中有一些生物的DNA可能進入另一種生物的細(xì)胞中。我們有沒有學(xué)過相關(guān)的實例？

那么這類生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而滅絕，它們有何保護機制？限制酶切割外源DNA,使之失效，從而達(dá)到保護自身的目的！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。主要是原核生物4000種。1、來源：2、種類：3、作用：4、結(jié)果：形成兩種末端一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶黏性末端平末端ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯鍵限制性內(nèi)切酶作用過程點擊播放什么叫黏性末端？當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線兩側(cè)切開時，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，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。什么叫平末端？

當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。

大腸桿菌的一種限制酶（EcoRⅠ)能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開形成黏性末端。SmaⅠ能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切割形成平末端。模擬操作課本6頁基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割A(yù)TGCATGC連接酶連接磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：二、分子縫合針——DNA連接酶T磷酸二酯鍵1234512345A作用部位：是磷酸二酯鍵（扶手）不是氫鍵（梯子）

DNA連接酶將兩條DNA鏈連接起來的酶。連接黏性末端連接黏性末端和平末端分類作用E.coliDNA連接酶連接酶種類：T4DNA連接酶DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點和不同點？DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈連接部位雙鏈在兩DNA片斷之間形成磷酸二脂鍵單鏈將單個核苷酸加到已存在的核酸片斷3’末端形成磷酸二脂鍵核苷酸分子的連接：ATGCATGCDNA聚合酶連接單鏈DNA把單個脫氧核苷酸連接到DNA片段上三、分子運輸車——基因進入受體細(xì)胞的載體要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達(dá)，首先得將這個基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具就是載體?；蚬こ痰妮d體被喻為：分子運輸車基因工程的載體來源：作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒議一議2、能否用SARS病毒作為基因載體？3、作為載體，若沒有切割位點將怎樣？4、攜帶目的基因的載體是否進入了受體細(xì)胞，如何鑒定？5、假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制，將怎樣？1、從化學(xué)組成來看，載體應(yīng)含有什么成分？雙鏈DNA不能不能進行D