D选11基因工程基本工具

选修3.专题一一：基因工工程基因工工程的的产物物：多彩小鱼转基因小鼠转基因小猪蓝色妖姬黑籽番茄转基因金大米基因因工工程程的的应应用用：：2005年全全世世界界约约有有糖糖尿尿病病患患者者1.8亿,我国国约约6000万。。治疗疗糖糖尿尿病病特特效效药药———胰岛岛素素。。每100kg猪或或牛牛的的胰胰腺腺中中仅仅可可提提取取4~~5g。1979年，，美美国国将将人人的的胰胰岛岛素素基基因因重重组组到到大大肠肠杆杆菌菌内内，，实现现了了细细菌菌生生产产胰胰岛岛素素，，大大大大降降低低了了生生产产成成本本。。DNA(基因)

mRNA蛋白质(性状)转录翻译思考考：：基基因因的的表表达达过过程程,与密密码码子子的的哪哪一一特特性性有有关关？？密码码子子在在生生物物界界是是的！！通用用基因因工工程程的的概概念念：：基因因工工程程，，又又叫叫DNA重组组技术术。。通通俗俗的的说说，，就就是是按按照照人人们们的的意意愿愿，，把把一一种种生生物物的的某某种种基基因因提取取出来来，，加加以以修饰饰改改造造，然然后后放到到另一一种种生生物物的的细细胞胞里里，，定向向地改改造造生生物物的的遗遗传传特特性性。基因工程别称操作环境操作对象操作水平基本过程DNA重组组技技术术生物物体体外外基因因DNA分子子水水平平剪切切→拼接接→导入入→表达达？工具具1.1DNA重组组技技术术的的基基本本工工具具问题题探探讨讨：：苏云云金金芽芽孢孢杆杆菌菌含含有有一一种种可可以以合合成成毒毒蛋蛋白白的的基基因因。。让细细菌菌的的毒毒蛋蛋白白基基因因在在棉棉花花细细胞胞中中表表达达，，可可培培育育出出抵抵抗抗棉棉铃铃虫虫害害的的抗抗虫虫棉棉。。普通棉花抗虫棉想一一想想：：完完成成抗抗虫虫棉棉的的培培育育，，需需要要哪哪些些关键键工工作作？基因因工工程程培培育育抗抗虫虫棉棉的的简简要要过过程程：：普通棉花花(无抗虫特特性)提取抗虫基因因通过运载体导入转基因棉棉花含抗虫基因因转基因棉棉花有抗虫特性性苏云金芽芽孢杆菌菌转基因棉棉花产生生伴胞晶晶体思考：在在以上过过程中关关键步骤骤是什么么？基因工程程培育抗抗虫棉的的关键步步骤：关键步骤骤一：抗虫基因因从苏云云金芽孢孢杆菌细细胞内提取出来关键步骤骤二：抗虫基因因与棉花花DNA““缝合”关键步骤骤三：抗虫基因因导入棉花细胞胞“分子手术术刀”——限制性核核酸内切切酶“分子缝合合针”——DNA连接酶“分子运输输车”——载体一、限制制性核酸酸内切酶酶——“分子手术术刀”1来源：限制性核酸内切酶，又称限制酶主要从原核生物中分离纯化。2作用特点：识别特定核苷酸序列，使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。（大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成）3作用结果果：使目的基基因两端端和运载载体产生生黏性末端端或平末端。思考：限制制酶在原核核生物细胞胞中的作用用？1.种类与命名名现在已经从从约300种微生物中中分离出了了约4000种限制性内内切酶(限制酶)。粘质沙雷氏氏杆菌（Serratiamarcesens）SmaⅠ大肠杆菌（EscherichiacoliR）EcoRⅠⅠ命名方法1.作用特点——断开磷酸二二酯键磷酸二酯键键T12345A12345HHHHHOT12345A12345HHHHOH2O+？磷酸二酯键键神图!1.限制酶作用用特点——断开磷酸二二酯键限制酶DNA解旋酶区别限制性内切切酶与DNA解旋酶的区区别切割特定的的核苷酸序序列的磷酸二酯键键将DNA两条链的氢键打开形成两条单单链限制酶DNA水解酶区别限制性内切切酶与DNA水解酶的区区别切割特定核苷酸酸序列的磷酸二酯酯键，形成成DNA的片段.切割DNA的所有磷酸二酯键键，形成单单个的脱氧氧核苷酸1.作用特点——断开磷酸二二酯键限制酶的识识别序列——回文序列回文序列：：在切割部位位，一条链链正向读的的碱基顺序序与另一条条链反向读读的顺序完完全一致。。1.作用特点——断开磷酸二二酯键EcoRⅠⅠ黏性末端黏性末端1.作用特点——断开磷酸二二酯键SmaⅠ平末端平平末端二、“分子子缝合针””——DNA连接酶1种类：

⑴E·coliDNA连接酶（分离自大肠杆菌）⑵T4DNA连接酶（分离自T4噬菌体）2作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间

的磷酸二酯键。3作用原理：：催化磷酸二二酯键形成成1.E·coliDNA连接酶或T4DNA连接酶恢复被限制酶切切开的两个个核苷酸之之间的磷酸二酯键键2、T4DNA连接酶T4DNA连接酶可以连接黏性末端，，还可把平末端之间的缝隙隙“缝合”起来，但连连接平末端端效率较低低T4DNA连接酶3.连接酶类型型总结类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率低)相同点差别连接与聚合合酶4.比较：DNA连接酶与DNA聚合酶DNA聚合酶DNA连接酶区别1区别2相同点将单个核苷酸酸连接到已有有的核酸片片段上，形形成磷酸二二酯键形成磷酸二酯键键在两个DNA片段之间形成磷酸二二酯键以一条DNA链为模板，将单个核苷酸酸通过磷酸二二酯键连接成一条条互补的DNA链将DNA双链上的两个缺口同同时连接起来，不需模板三、“分子子运输车””—目的基因进进入受体细细胞的载体⒈载体需要要的条件：：⑴有1~多个限制酶酶切点⑵对受体细细胞无害⑶导入基因因能在受体细细胞中复制制、表达⑷有某些标记记基因，便便于鉴定、、选择⒉常用运载载体：⑴细菌的质质粒⑵λ噬菌体衍生生物或某些动植植物病毒3.效果：（1）携外源DNA片段的质粒粒在受体细细胞中自我我复制（2）整合到染染色体DNA上，同步复复制注：天然质质粒经过人人工改造后后，才能被被用作载体体。⑶假如目的的基因导入入受体细胞胞后不能复复制或不能能转录，转转基因生物物能有预想想的效果吗吗？⑴作为分子子运输车——载体，如果果没有切割割位点将会会怎样？⑵霍乱菌的的质粒多个个限制酶切切点，你会会用它来做做分子运输输车吗？⑷目的基因因有没有进进入受体细细胞，如何何去发现？？常用的载体体：质粒能复制并带带着插入的的目的基因因一起复制制有限制酶的的切割位点点有标记基因的存在，可可用含氨苄苄青霉素的的培养基鉴定、选择择总结：3种工具1、限制性内内切酶：来源、作用用、结果2、DNA连接酶：种类、来源源、作用3、载体体：种类、必要要条件课堂练习：：在基因工程程中，切割割运载体和和含有目的基因的的DNA片段，需使使用（））A.同种限制酶酶B.两种限制酶酶C.同种连接酶酶D.两种连接酶酶A课堂练习：：2.不属于质粒粒被选为基基因运载体体的理由是（（））A、能复制B、有多个限限制酶切点点C、具有标记记基因D、它是环状状DNAD课堂练习：：3.以下说法正正确的是（（））A、所有的限限制酶只能能识别一种种特定的核苷酸序列列B、质粒是基基因工程中中唯一的运运载体C、运载体必必须具备的的条件之一一是：具有有多个限制酶切点点，以便与与外源基因因连接D、基因控制制的性状都都能在后代代表现出来来C科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论达尔文提出生物进化论论科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论孟德尔提出基因的的分离定律和自由组合定定律科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论摩尔根证明基因在染色色体上，并并提出基因因的连锁互换定定律。科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论艾弗里证明DNA是主要遗传传物质，DNA可从一种生物物个体转移到另一种生生物个体。。科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构构模型。科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制制科技探索之之路：基础理论和和技术发展展催生了基基因工程早期基础理理论克里克等提出中心法则DNARNA蛋白质转录翻译逆转录复制科技探索之之路：基础理论