選修三 專題一 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具

§1－1DNA重組技術(shù)的基本工具geneengineering2基因拼接的理論基礎(chǔ)DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)3外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位遺傳信息的傳遞都遵循中心法則闡述的信息流動方向生物界共用一套遺傳密碼4基因工程基因拼接技術(shù)、DNA重組技術(shù)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)造出人類所需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的。定向地改變生物的遺傳性狀5DNA重組技術(shù)的基本工具分子手術(shù)刀限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）分子縫合針DNA連接酶分子運(yùn)輸車基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

1、作用——限制性核酸內(nèi)切酶能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并在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。磷酸二酯鍵即脫氧核糖、磷酸之間的連接ATGGCATCTTCGAA⒈分子手術(shù)刀——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）7限制性核酸內(nèi)切酶作用機(jī)制:水解DNA分子的磷酸二酯鍵概念:生物體內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，可以保護(hù)原有的遺傳信息。切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。分布：主要存在于微生物（原核生物）中，已從近300種不同微生物中分離出了約4000種限制酶8EcoRⅠ限制酶切割DNA分子示意圖黏性末端GCTTAAAATTCG

G

AATTCCTTAA

G

大多數(shù)限制酶識別的序列由6個核苷酸組成，也有識別4、5或8個核苷酸中軸線EcoRⅠ9切割DNA分子示意圖平(頭)末端CCC

GGGGGG

CCC

CCC

GGGGGGCCC

SmaⅠ中軸線兩側(cè)的DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的10⒉DNA連接酶——分子縫合針將2條DNA片段連接成新的DNA分子，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵EcoliDNA連接酶來源：T4噬菌體連接黏性末端和平末端（效率低）來源：大腸桿菌作用特點(diǎn)：只連接黏性末端T4DNA連接酶11⒉DNA連接酶——分子縫合針EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶GCTTAAAATTCG

G

AATTCCTTAA

G

12T4DNA連接酶CCC

GGGGGGCCC

CCC

GGGGGG

CCC

⒉DNA連接酶——分子縫合針13DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈

雙鏈

單鏈連接部位兩DNA片段之間的磷酸二酯鍵將游離的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接起來。尋根問底：DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？14作業(yè)：選修三課本：P7習(xí)題15復(fù)習(xí)回顧：1、基因工程的概念是什么？2、限制性核酸內(nèi)切酶來自于哪里？3、限制酶的作用是什么？4、限制酶作用產(chǎn)生的結(jié)果是什么？5、DNA連接酶分為哪幾類？作用分別是什么？6、DNA聚合酶與DNA連接酶有何區(qū)別？16⒊基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體----分子運(yùn)輸車作用作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中去；利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量的復(fù)制（克?。╊愋图?xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動植物病毒17質(zhì)粒裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌染色體（擬核）外，具有自主復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。攜帶外源DNA片段的質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后，停留在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。18運(yùn)載體必需滿足的條件能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；有一至多個限制酶切點(diǎn)，而每種酶的切點(diǎn)最好只有一個，以便與目的基因連接；有一定的標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選必須是安全的（對受體細(xì)胞無害，不選用霍亂弧菌的質(zhì)粒）天然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，需人工改造限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測19提取目的基因基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測和鑒定基因工程操作的基本程序P6模擬操作┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴A

T

A

GCA

TG

C

T

A

T

CC

A

TG

A

A

T

T

CGG

C

A

T

ACT

A

T

CG

TAC

G

A

T

AGG

T

A

C

T

T

AA

GC

CG

T

A

TGT

C

C

T

AG

A

A

T

TC

T

CG

G

T

A

TG

A

A

T

T

CC

A

T

ACAG

GA

T

C

T

TA

AG

AGC

C

A

T

AC

T

T

AA

GG

T

A

TG┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴EcoRⅠ酶切ORSmaⅠ酶切√┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴A

T

A

GCA

TG

C

T

A

T

CC

A

TGT

A

T

CG

TAC

G

A

T

AGG

T

A

C

T

T

AAEcoRⅠ酶切ORSmaⅠ酶切√A

A

T

T

CGG

C

A

T

ACGC

CG

T

A

TG┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴┴┴T

C

C

T

AGAG

GA

T

C

T

T

A

A┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴A

A

T

T

CC

A

T

ACGG

T

A

TG┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┴┴┴┴┴┴A

A

T

TC

T

CG

G

T

A

TG┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬G

AGC

C

A

T

AC

T

T

A

A┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴DNA連接酶22作業(yè)：《金榜》P63~P6723隨堂練習(xí)：1、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是（）A、限制酶是一種酶，只識別GAATTC堿基序列B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中答案：C242.（多選）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是

A、基因工程技術(shù)能定向地改