高中生物选修三DNA重组的基本工具

高中生物选修三DNA重组的基本工具基因工程的基本内容基因是什么？基因的复制表达基因工程的概念基因操作的工具基因操作的基本步骤应用蛋白质工程第2页,共27页，2024年2月25日，星期天定向基因改造设想

设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。第3页,共27页，2024年2月25日，星期天基因工程概念基因工程：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计与施工的，因此又叫做DNA重组技术。第4页,共27页，2024年2月25日，星期天例：基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接棉花植株导入需要解决的问题：1、如何从苏云金芽孢杆菌中辨别出所需抗虫基因并把它切割下来；2、如何将切割下来的抗虫基因与棉花的DNA“缝合”起来。第5页,共27页，2024年2月25日，星期天培育抗虫棉需要哪些工具？分子手术刀—限制性内切酶分子缝合针—DNA连接酶

分子运输车—运载体第6页,共27页，2024年2月25日，星期天第一章第1节

DNA重组技术的基本工具第7页,共27页，2024年2月25日，星期天识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。约4000种。1、来源：2、种类：3、作用：4、结果：形成两种末端一、“分子手术刀”

——限制性核酸内切酶黏性末端平末端第8页,共27页，2024年2月25日，星期天限制性核酸内切酶的作用：回文结构：沿中轴线反向重复作用特点：专一性第9页,共27页，2024年2月25日，星期天第10页,共27页，2024年2月25日，星期天什么叫黏性末端？当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA两条链分别切开时，产生的是黏性末端第11页,共27页，2024年2月25日，星期天什么叫平末端？当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端第12页,共27页，2024年2月25日，星期天二、ＤＮＡ连接酶——“分子缝合针”１.DNA连接酶的作用：连接两条DNA链，形成磷酸二酯键第13页,共27页，2024年2月25日，星期天E.coliDNA连接酶：连接黏性末端T4DNA连接酶：连接黏性末端和平末端２.DNA连接酶的种类

限制酶切割后产生两种不同的末端。那么恢复它们的连接时，所用DNA连接酶是否可以不加选择？第14页,共27页，2024年2月25日，星期天DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点？想一想第15页,共27页，2024年2月25日，星期天DNA连接酶DNA聚合酶连接DNA链连接部位相同点双链单链在两DNA链之间形成磷酸二酯键，不需要模板将单个游离的核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键。需要模板都能形成磷酸二酯键二者都由蛋白质构成第16页,共27页，2024年2月25日，星期天三、基因进入受体细胞的载体

———“分子运输车”

第17页,共27页，2024年2月25日，星期天1.载体具备的条件能自我复制，能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；有一个至多个限制酶切割位点有遗传标记基因对受体细胞无害、容易分离必要条件：能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，提供大量的目的基因第18页,共27页，2024年2月25日，星期天能自我复制，并且可以带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，可用含青霉素的培养基鉴别。载体举例：质粒（抗虫棉培育）第19页,共27页，2024年2月25日，星期天2、常用的载体种类质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒第20页,共27页，2024年2月25日，星期天3、载体的人工改造第21页,共27页，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连接酶与DNA聚合酶有什么区别？3、具备什么条件才能充当“分子运输车”？切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。DNA聚合酶只是将单个游离的脱氧核苷酸加到已有核酸片段的3‘端；DNA连接酶连接两条DNA链。DNA聚合酶需要一条DNA链为模板能自我复制、有一个或多个切割位点、有标记基因位点及对受体细胞无害等第22页,共27页，2024年2月25日，星期天讨论1、为什么限制酶不剪切细菌自身的DNA?2、天然的DNA分子能直接用作基因工程载体么？其DNA分子中或者不具备这种限制酶的切割序列，或者将自身的相应序列通过甲基化酶甲基化，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页,共27页，2024年2月25日，星期天小结基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有专一性(识别序列)切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连接酶连接两条DNA链，形成磷酸二酯键，种类E.coliDNA连接酶T4

DNA连接酶运载工具具备的条件结构简单,大小适中能在宿主细胞中稳定存在并自我复制具一个多个限制酶切位点具标记基因种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒第24页,共27页，2024年2月25日，星期天1.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶A练习第25页,共27页，2024年2月25日，星期天2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是

A、能复制（）

B、有多个限制