高中生物選修三DNA重組的基本工具

高中生物選修三DNA重組的基本工具基因工程的基本內(nèi)容基因是什么？基因的復(fù)制表達(dá)基因工程的概念基因操作的工具基因操作的基本步驟應(yīng)用蛋白質(zhì)工程第2頁,共27頁，2024年2月25日，星期天定向基因改造設(shè)想

設(shè)想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細(xì)菌“吐出”蠶絲？設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？設(shè)想三經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家于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。第3頁,共27頁，2024年2月25日，星期天基因工程概念基因工程：按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，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。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。第4頁,共27頁，2024年2月25日，星期天例：基因工程培育抗蟲棉的簡要過程蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接棉花植株導(dǎo)入需要解決的問題：1、如何從蘇云金芽孢桿菌中辨別出所需抗蟲基因并把它切割下來；2、如何將切割下來的抗蟲基因與棉花的DNA“縫合”起來。第5頁,共27頁，2024年2月25日，星期天培育抗蟲棉需要哪些工具？分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切酶分子縫合針—DNA連接酶

分子運(yùn)輸車—運(yùn)載體第6頁,共27頁，2024年2月25日，星期天第一章第1節(jié)

DNA重組技術(shù)的基本工具第7頁,共27頁，2024年2月25日，星期天識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中分離純化出來的一種酶。約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第8頁,共27頁，2024年2月25日，星期天限制性核酸內(nèi)切酶的作用：回文結(jié)構(gòu)：沿中軸線反向重復(fù)作用特點(diǎn)：專一性第9頁,共27頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共27頁，2024年2月25日，星期天什么叫黏性末端？當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端第11頁,共27頁，2024年2月25日，星期天什么叫平末端？當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端第12頁,共27頁，2024年2月25日，星期天二、ＤＮＡ連接酶——“分子縫合針”１.DNA連接酶的作用：連接兩條DNA鏈，形成磷酸二酯鍵第13頁,共27頁，2024年2月25日，星期天E.coliDNA連接酶：連接黏性末端T4DNA連接酶：連接黏性末端和平末端２.DNA連接酶的種類

限制酶切割后產(chǎn)生兩種不同的末端。那么恢復(fù)它們的連接時(shí)，所用DNA連接酶是否可以不加選擇？第14頁,共27頁，2024年2月25日，星期天DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？想一想第15頁,共27頁，2024年2月25日，星期天DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈連接部位相同點(diǎn)雙鏈單鏈在兩DNA鏈之間形成磷酸二酯鍵，不需要模板將單個(gè)游離的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。需要模板都能形成磷酸二酯鍵二者都由蛋白質(zhì)構(gòu)成第16頁,共27頁，2024年2月25日，星期天三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

———“分子運(yùn)輸車”

第17頁,共27頁，2024年2月25日，星期天1.載體具備的條件能自我復(fù)制，能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)有遺傳標(biāo)記基因?qū)κ荏w細(xì)胞無害、容易分離必要條件：能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，提供大量的目的基因第18頁,共27頁，2024年2月25日，星期天能自我復(fù)制，并且可以帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。載體舉例：質(zhì)粒（抗蟲棉培育）第19頁,共27頁，2024年2月25日，星期天2、常用的載體種類質(zhì)粒、λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒第20頁,共27頁，2024年2月25日，星期天3、載體的人工改造第21頁,共27頁，2024年2月25日，星期天思考1、限制酶存在于原核生物中的作用是什么？2、DNA連接酶與DNA聚合酶有什么區(qū)別？3、具備什么條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”？切割外源DNA，使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。DNA聚合酶只是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到已有核酸片段的3‘端；DNA連接酶連接兩條DNA鏈。DNA聚合酶需要一條DNA鏈為模板能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因位點(diǎn)及對(duì)受體細(xì)胞無害等第22頁,共27頁，2024年2月25日，星期天討論1、為什么限制酶不剪切細(xì)菌自身的DNA?2、天然的DNA分子能直接用作基因工程載體么？其DNA分子中或者不具備這種限制酶的切割序列，或者將自身的相應(yīng)序列通過甲基化酶甲基化，使限制酶不能切割自身的DNA一般是需要人工改造后才能用于基因工程操作。第23頁,共27頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有專一性(識(shí)別序列)切開DNA分子的磷酸二酯鍵DNA連接酶連接兩條DNA鏈，形成磷酸二酯鍵，種類E.coliDNA連接酶T4

DNA連接酶運(yùn)載工具具備的條件結(jié)構(gòu)簡單,大小適中能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并自我復(fù)制具一個(gè)多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具標(biāo)記基因種類：質(zhì)粒、λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒第24頁,共27頁，2024年2月25日，星期天1.在基因工程中，切割運(yùn)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A練習(xí)第25頁,共27頁，2024年2月25日，星期天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(gè)限制