DNA重组技术的基本工具(选修3).ppt

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1、专题1基因工程指按照人们的愿望，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和施工的，因此又叫做DNA重组技术。一、基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程原理结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达基因重组人类需要的生物类型和生物产品对基因工程概念的分析转基因抗虫棉抗虫棉普通棉基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢

2、杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)讨论2：外源基因（如抗虫基因）在受体内表达（产生相应的蛋白质）的理论基础是什么？(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则。(3)生物界共用一套遗传密码。讨论1：为什么不同生物的DNA能够重组？（1）基本组成单位相同：都是由脱氧核苷酸构成的。（2）空间结构相同：都由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。（3）碱基配对方式相同：A与T配对，C与G配对。71.1DNA重组技术的基本工具DNA重组

3、技术的基本工具准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）——限制性核酸内切酶DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）——DNA连接酶基因转移工具（“分子运输车”）——基因进入受体细胞的载体一、分子手术刀------限制性核酸内切酶(限制酶）主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。（1）来源：思考1：原核生物体内的限制酶的作用是什么？切割侵入的外援DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。迄今已从近300种不同的微生物中分离出了约4000种限制酶。（2）种类：思考2：限制酶是一种酶，还是一类酶？是一类酶识别双链DNA分子的某种

4、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。（3）作用：（4）结果：形成两种末端黏性末端平末端两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构磷酸二酯键G磷酸二酯键1234512345A13限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。图1-1限制酶识别序列的中心轴线当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。在

5、G与A之间切割在C与G之间切割思考：3.限制酶切割一次，形成几个末端？2个4.一段DNA被限制酶切割两次，形成几段DNA？几个末端?3段4个5.要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切点？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切点产生四个黏性末端两个(5)作用特点：思考6：限制酶的本质是蛋白质吗？是专一性（即识别特定的脱氧核苷酸序列,切割特定位点）高效性作用条件温和二、ＤＮＡ连接酶——“分子缝合针”1、种类：2、作用部位：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶是磷酸二酯键（扶手）不是氢键（梯子

6、）3、作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,这样一个重组DNA分子就形成了。（黏性末端）（黏性末端和平末端）DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点？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片段之间形成磷酸二酯键将单个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1）都能形成磷酸二酯键2）二者都由蛋白质构成三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”2、常用的运载体：◆质粒◆λ噬菌体的衍生物◆动植物病毒将外源基因转移到受体细胞中去

7、。利用载体在受体细胞内对外源基因进行大量复制。1、载体的作用复制起始的一段序列有切割位点有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA或细胞核之外具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子质粒存在场所：细菌、真菌（如酵母菌）等生物的细胞质中议一议2、能否用SARS病毒作为基因载体？3、作为载体，若没有切割位点将怎样？4、如何鉴定携带目的基因的载体是否进入了受体细胞？5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？1、从化学组成来看，载体应是单链DNA还是双链DNA？双链DNA

8、不能不能进行DNA的重组载体上应有标记基因可能造成基因丢失载体必须具备的条件3、作为载体必须具备的条件能自我复制有一个或多个限制酶切点具有某些标记基因对受体细胞无害大小应适合，便于提取和操作思考：天然的质粒DNA分子可以直接用作基因工程的载体吗？不能，天然的质粒DNA分子并不完全具备载体的条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操