人教版教学dna的基本工具

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1、 同学们，新的学期，新的希望，新的 起点，在这充满希望的季节里， 我衷心 祝愿同学们在新的学期身体健康、生活愉 快、学习进步！ 制作者：吴洁容 基因工程的产物基因工程的产物 基因工程 专题专题1 1 1 1、概念、概念: : 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，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重组技术或基因拼接技 术。 通俗的说，就是通俗的说，就是按照人们的意愿按照人们的意愿，把，把一种生物一种生物的的某种基某种基 因因提取提取

2、( (复制复制) )出来，加以修饰改造，然后放到出来，加以修饰改造，然后放到另一种生另一种生 物的细胞里物的细胞里，定向地改造生物的遗传特性。，定向地改造生物的遗传特性。 一、基因工程的概念一、基因工程的概念 2、场所 : 生物体外 3、基因工程的最终目的基因工程的最终目的: :定向改造生物的遗传性状定向改造生物的遗传性状 4、基因工程的主要目的基因工程的主要目的: : 定向改造生物的遗传性状，获得人类所需要的基因定向改造生物的遗传性状，获得人类所需要的基因 产物产物 5、实质： 基因重组 6、结果： 获得人类所需要的基因产物获得人类所需要的基因产物 1基因工程是指按照人们的意愿，在 水 平，

3、进行严格的设计，通过 和 等 技术，赋予生物以 ，创造出更 符合 。它也叫 。 DNA分子 DNA重组 转基因 新的遗传特性 人们需要的新的生 物类型和生物产品 。 DNA重组技术 或基因拼接技术。 基因工程的别名基因工程的别名 操作环境操作环境 操作对象操作对象 操作水平操作水平 基本过程基本过程 实质实质 结果结果 基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术 生物体外生物体外 基因基因 DNADNA分子水平分子水平 人类需要的基因产物人类需要的基因产物 剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达 基因重组基因重组 基因工程的概念基因工程的概念 二、DNA 重组技术的基本工具 “分

4、子手术刀” 限制酶 “分子缝合针” DNA连接酶 “分子运输车”（运载体 ） 基因进入受体细胞的载体 识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种分子的某种特定的核苷酸序特定的核苷酸序 列列，并且使每一条链中，并且使每一条链中特定部位特定部位的两个核苷的两个核苷 酸之间的酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开断开. . （特异性特异性） 原核生物（微生物）原核生物（微生物） 40004000种。种。 1 1、来源：、来源： 2 2、种类：、种类： 3 3、作用：、作用： 4 4、结果：、结果：形成两种末端 形成两种末端 三、三、 “ “分子手术刀分子手术刀” ” 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 粘性

5、末端 平末端 5、例子 ： EcoR（大肠杆菌限制酶）、Sma 6、特点 ： 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序核苷酸序 列列并且能在并且能在特定的切点上切割特定的切点上切割DNADNA分子分子 ( (酶的专一性酶的专一性) ) 黏性末端和平末端黏性末端和平末端 当限制酶在它识别序列的中心轴线两当限制酶在它识别序列的中心轴线两 侧将侧将DNADNA的两条链分别切开时，产生的是的两条链分别切开时，产生的是 黏性末端。黏性末端。而当限制酶在它识别序列的中而当限制酶在它识别序列的中 心轴线处切开时，产生的则是心轴线处切开时，产生的则是平末端。平末端。 大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAAT

6、TC 序列，并在并在GG和和A A或或A A与与GG之间切开。之间切开。 SmaI识别 CCCGGG序列,并在并在C C和和GG或或GG与与C C之间切开。之间切开。 限制酶限制酶 限制限制 酶酶 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口两条单链的切口 ，带有几个，带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好 互补配对互补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。 什么叫平末端？ 当限制酶当限制酶从识别序列的中心轴线处从识别序列的中心轴线处 切开时，切开时，切开的切开的DNADNA两条单链

7、的切口，是两条单链的切口，是 平整的，这样的切口叫平整的，这样的切口叫平末端平末端。 限制酶的识别序列：限制酶的识别序列： Go backGo back 能被限制性内切酶特 异性识别的切割部位 都具有回文序列：在 切割部位，一条链正 向读的碱基顺序与另 一条链反向读的顺序 完全一致。 寻根问底寻根问底P4P4 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是 是什么吗？是什么吗？ 防止外来病原物的侵害。当外源防止外来病原物的侵害。当外源DNADNA侵入时侵入时 ，会利用限制酶，会利用限制酶将外源将外源DNADNA切割切割掉，以保证掉，以保证 自身的安全。所以，限制酶

8、在原核生物中主自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主 要起到要起到切割外源切割外源DNADNA、使之失效、使之失效，从而达到，从而达到 保护自身保护自身的目的。的目的。 课堂反聩 1.下图示限制酶切割DNA分子的过程：从图中可知， 该限制酶能识别的酶基序列及切点是 （ ） A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间 C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间 C 四、四、 “ “分子缝合针分子缝合针” ” DNA DNA连接酶连接酶 1、种类： 2、作用部位： 两类 Ecoli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 作用作用: :

9、将双链将双链 DNADNA片段片段“ “缝合缝合” ”起来，恢复被起来，恢复被 限制酶切开的两个核苷限制酶切开的两个核苷酸之间的之间的磷酸二酯键 ,这样这样 一个重组的一个重组的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。 可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“ “缝合缝合” ”起来，起来， EcoliEcoli DNA DNA连接酶 或连接酶 或T T 4 4 DNADNA连接酶连接酶 即即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶还可把还可把平末端之间的缝隙平末端之间的缝隙“ “缝合缝合” ”起起

10、来，但效率较低来，但效率较低 T T4 4 DNADNA连接酶连接酶 3 3、 EcoliEcoliDNADNA连接酶连接酶与与T4DNAT4DNA连接酶比较 连接酶比较： 类型 EcoliEcoliDNADNA连接酶连接酶 T T4 4 DNADNA连接酶连接酶 来源来源 功能功能 大肠杆菌大肠杆菌 T T4 4 噬菌体噬菌体 恢复恢复 磷酸磷酸 二酯键二酯键 只能连接只能连接黏性末端黏性末端 能连接能连接黏性末端黏性末端和和 平末端平末端( (效率较低效率较低) ) 相同点相同点差别差别 （二）（二）“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接连接 酶酶 DNA聚合酶DNA连接酶 区别1 区别

11、2 相同点 寻根问底寻根问底 DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗聚合酶是一回事吗? ?为什么为什么? ? 1)只能将单个核苷酸连 接到已有的核酸片段上 ，形成磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 1)在两个DNA片段之 间形成磷酸二酯键 2)以一条DNA链为模板 ，将将单个核苷酸单个核苷酸通过磷 通过磷 酸二酯键酸二酯键连接成一条互 补的DNA链 2)将DNA双链上的两 个缺口同时连接起来 ，不需要模板 Go on DNA连连接酶DNA聚合酶 连连接DNA链链 双链链 单链单链 连连接部位 两DNA片段之间间 的磷酸二酯键酯键 将游离的脱氧 核苷酸通过过磷 酸二酯键连酯键连 接 起

12、来。 寻根问底： DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 限制酶DNA解旋酶 区别 限制性内切酶与限制性内切酶与DNADNA解旋酶的区别解旋酶的区别 切割特定的核苷酸序列 的磷酸二酯键 将DNA两条链的氢键 打开形成两条单链 50.据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（ ） A. 限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接 a处 B. DNA聚合酶可以连接a处 C. 解旋酶可以使b处解开 D. 连接C处的酶可以为DNA连接酶 D 五、基因进入受体细胞的载体- “ “分子运输车分子运输车” ” 要让一个从甲生物细胞内取 出来的基因在乙生物体内进行表达 ，还要将这个基因送到乙生物

13、的细 胞内去！能将外源基因送入细胞的 工具就是运载体。 常用的运载体：质粒常用的运载体：质粒 能复制并带着能复制并带着 插入的目的基插入的目的基 因一起复制因一起复制 有切割位点有切割位点 有标记基因的有标记基因的 存在，可用含存在，可用含 氨苄青霉素的氨苄青霉素的 培养基鉴别培养基鉴别 五、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载 体 运载体需具备的四个条件： 有1多个不同的限制酶切点 对受体细胞无害 导入基因能在受体细胞中复制、表达（ 能在宿主细胞内复制并稳定地保存） 具有某些标记基因，便于筛选 常用运载体： 细菌的质粒 噬菌体衍生物 （3）动植物病毒 3、质粒的特点: 质粒是一种裸露的、结构

14、简单、独立于细菌拟核DNA 之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子 4、是不是所有的质粒都可以用作运载体？ 不是。天然的质粒不能用作运载体,作为运载体都是人 工改造过的. 例题分析（一） 农业上大量使用化肥存在许多负面影响 ，生物固氮已成为一项重要研究课题，实 验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤 菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过 程。 （1）与人工合成NH3所需的高温、高压条 件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤 菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类 物质的化学本质是 。 酶酶 蛋白质蛋白质 例题分析（二） 干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升 只能提取0.05g干扰素，因而其

15、价格昂贵，平民 百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法 合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做 法是： （1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成 的_，并使之与一种叫做质粒的DNA结合， 然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来_ 。 （2）酵母菌能用_方式繁殖，速度很 快，所以，能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。 基因基因 产生产生干扰素干扰素 出芽出芽 干扰素干扰素 随堂练习： 1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱 基序 列 B、EcoRI切割的是GA之间的氢键 C限制酶一般不切割自身的DNA分子， 只切 割外源DNA D限制酶只存在于原核生物中 答案：C 2. （多选）有关基因工程的叙述中，错误 的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗 传 性状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体 答案：BD 3.下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 A B C D 答案：D 7在DNA 测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限 制位点在 DNA上定位，使其成为 DNA 分子中的物理 参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以 下一项实验：用限制酶 Hind