基因工程的操作工具教学

1、 定向基因改造设想 定向改造定向改造生物的遗传性状生物的遗传性状。对基因工程概念的理解：对基因工程概念的理解： 基因工程别名：基因工程别名： 操作对象：操作对象： 操作环境：操作环境： 实质或原理各是什么：实质或原理各是什么： 操作水平：操作水平： 操作过程：操作过程：基因工程基因工程产品产品抗虫害的玉米抗虫害的玉米转鱼抗寒基因转鱼抗寒基因的番茄的番茄转基因鲑转基因鲑鱼鱼转黄瓜抗青枯病转黄瓜抗青枯病基因的甜椒基因的甜椒乳汁中含有乳汁中含有人生长激素人生长激素的转基因牛的转基因牛( (阿根廷阿根廷) )DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具工欲善其事,必先利其器.想一想想一想:获得转基

2、因抗虫棉需要做哪些工作呢获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢? 实现这一精确的操作过程的工具是什么呢实现这一精确的操作过程的工具是什么呢? DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具1.手术刀手术刀(基因的剪刀基因的剪刀)-准确切割准确切割DNA2.缝合针缝合针(基因的针线基因的针线)-将将DNA片段再连接起来片段再连接起来3.运输工具运输工具(基因的运载体基因的运载体)-将体外重组好的将体外重组好的 DNA导入受体细胞导入受体细胞(1)(1)来源：来源：(2)(2)特点：特点：(3)作用实质作用实质（一）限制性核酸内切酶（一）限制性核酸内切酶-“分子手分子手术刀术刀”表现在两个方面表现在两

3、个方面:一一识别识别双链双链DNA分子中分子中特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列,二在特定核苷酸序列中的具有二在特定核苷酸序列中的具有特定的切割位点特定的切割位点。这体现了限制酶这体现了限制酶具有专一性具有专一性 使每一条链中特定部位的两个核苷使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开（断开（切割切割DNA分子）分子） T磷酸二酯键磷酸二酯键1234512345 AG A A T T CC T T A A G C C C G G GG G G C C CEcoR（4） 黏性末端和平末端黏性末端和平末端Sma黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末

4、端 限制酶存在于原核细胞中的作用是限制酶存在于原核细胞中的作用是什么？为什么限制酶不剪切细菌本身的什么？为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？催化磷酸二酯键形成催化磷酸二酯键形成类型答：答：不是一回事。不是一回事。DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的聚合酶只能将单个核苷酸加到已有

5、的核酸片段的3末端末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个连接酶是在两个DNA片段之片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二片段之间形成磷酸二酯键。酯键。（2）DNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而链；而DNA连接酶是将连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋

6、白质构成的酶，但组成和性质各不相同。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。(三)“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体常用运载体种类： 细菌的质粒 噬菌体或某些动植物病毒：常用：常用1、质粒结构简单，大小适中、质粒结构简单，大小适中2、能自我复制并在受体细胞中、能自我复制并在受体细胞中稳定存在稳定存在3、有一个或多个限制酶切点、有一个或多个限制酶切点4、有特殊的遗传标记基因、有特殊的遗传标记基因5,对受体细胞无害对受体细胞无害注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。小结基因工程基因工程的工具的工具限制限制 酶酶主要存在于原核生

7、物中主要存在于原核生物中具有专一性具有专一性(识别序列识别序列)切开切开DNA分子的磷酸二酯键分子的磷酸二酯键DNA连连接酶接酶连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键 种类种类E.coliDNA连接酶连接酶T4 DNADNA连接酶连接酶运载运载工工 具具具备的具备的条件条件结构简单结构简单,大小适中大小适中能在宿主细胞中自能在宿主细胞中自我复制并稳定存在我复制并稳定存在具一个多个限制酶切位点具一个多个限制酶切位点具标记基因具标记基因质粒、质粒、 噬菌体衍生物噬菌体衍生物 、动植物病毒、动植物病毒1 1、下列不适合用于基因工程的运载体、下列不适合用于基因工程的运载体是（是（ ） A A、质粒、质粒 B B

8、、噬菌体、噬菌体 C C、细菌、细菌 D D、病毒、病毒选选我我C2、下列说法正确的是、下列说法正确的是：（：（ ） A、限制酶的切口一定是、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列碱基序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、重组技术所用的工具酶是限制酶、重组技术所用的工具酶是限制酶、 连接酶、运载体连接酶、运载体 D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因、利用运载体在宿主细胞内对目的基因 进行大量复制的过程可称为进行大量复制的过程可称为“克隆克隆”选选我我D审题审题3、下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的、下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的 是（是（ ） A、

9、B、 C、 D、T C GA G C T T A AA GG T T C C AA G C T T C A G A A T T C G4 4、下列哪一种酶是基因工程的工具酶（、下列哪一种酶是基因工程的工具酶（ ） A A、DNADNA连接酶连接酶 B B、DNADNA酶酶 C C、RNARNA酶酶 D D、运载体、运载体选选我我A选选我我A记住了记住了对位训练对位训练3.3.下列关于下列关于DNADNA连接酶作用的叙述，正确的是连接酶作用的叙述，正确的是（ ） A.A.将单个核苷酸加到某将单个核苷酸加到某DNADNA片段末端，形成磷酸片段末端，形成磷酸 二酯键二酯键 B.B.将断开的两个将断开的两个DNADNA片段的骨架连接起来，重新片段的骨架连接起来，重新 形成磷