基因工程11DNA重组的技术基本工具课件

1.1DNA重组技术的基本工具专题1基因工程本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区基因工程基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物基因工程产品延熟保鲜转基因西红柿研究者发现，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是导致植物衰老的重要基因，如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达，番茄就不会容易变软和腐烂了。抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。抗虫棉转基因鲑鱼转基因超级鼠日本三得利公司2009年10月20日宣布，将于11月3日发售世界上首次培育成功的蓝玫瑰。玫瑰的基因不能编码合成蓝色色素，三得利公司通过把三色紫罗兰的基因植入玫瑰，培育出含蓝色素的玫瑰，售价在2000日元至3000日元。蓝色妖姬基础理论和技术的发展催生了基因工程DNA是遗传物质的证明DNA双螺旋结构和中心法则的确立遗传密码的破译基因转移载体的发现工具酶的发明DNA合成和测序技术的发明DNA体外重组的实现重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物问世PCR技术的发明基础理论技术发明DNA重组技术的基本工具“分子手术刀”限制性核酸内切酶DNA连接酶基因进入受体细胞的载体“分子缝合针”“分子运输车”知识·储备区脱氧核苷酸

脱氧核糖

N

P

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区知识·储备区三

C—G

两

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区知识·储备区磷酸二酯

氢键

解旋酶

2

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区知识·储备区DNA片段

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区“分子手术刀”切点：主要在原核生物中分布：特点：磷酸二酯键特异性，一种限制酶只能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。EcoRⅠ限制酶只识别GAATTC，并在GA间切割SmaⅠ限制酶只识别CCCGGG，并在GC间切割。例如：限制性核酸内切酶(简称限制酶)CTTCATGAATTCCGTACCCGGGCCTAA

GAAGTACTTAAGGCATGGGCCCGGATTEcoRⅠ限制酶酶切位点GGCATGGGAATTCCGTACCC黏性末端CTTCATG

GAAGTACTTAA平末端SmaⅠ限制酶酶切位点GGGCCTAACCCGGATT原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶是一种防御工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，使之失效，保证自身的安全。因为含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或不具备这种限制酶的识别序列，或通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。限制酶在原核生物中的作用是什么吗？为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？

DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？“分子缝合针”DNA连接酶CTTAAGAATTCG磷酸二酯键DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？答：不一样。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键,二者的差别主要表现在：（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA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DNA链；而DNA连接酶是将DNA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。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。DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？学习·探究区本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区“分子缝合针”DNA连接酶种类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源连接末端类型共性T4噬菌体大肠杆菌只能连接黏性末端既可连接黏性末端，又可连接平末端。这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。学习·探究区B

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区基因的载体质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等。“分子运输车”载体必须具备的条件：3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；4、对受体细胞无害。载体的作用：1、将外源基因转移到受体细胞中去。2、利用载体在受体细胞内对外源基因进行大量复制。常用的载体有：质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。要对天然质粒进行人工改造质粒病毒(噬菌体和动植物病毒)基因的载体“分子运输车”学习·探究区本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区许多细菌和酵母菌等生物

环状DNA分子

自我复制

一个或多个限制酶

标记基因

不能

受体细胞无害

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区DNA

能够自我复制

具有遗传效应

DNA连接酶

标记基因

供重组DNA的鉴定和选择

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区C

本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区限制性核

酸内切酶原核双链DNA分子中特定的核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端DNA连接酶磷酸二酯键本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区载体质粒动植物病毒能在受体细胞中复制并稳定保存具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区自我·检测区本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区自我·检测区本课时栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区自我·检测区A

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