《選修三11《DNA重組技術(shù)的基本工具》》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《選修三11《DNA重組技術(shù)的基本工具》（64頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、設(shè)想一設(shè)想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲(chóng)能否培養(yǎng)出具有抗蟲(chóng)性狀的抗蟲(chóng)棉呢？性狀的抗蟲(chóng)棉呢？ 胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥是治療糖尿病的特效藥, ,長(zhǎng)期以來(lái)長(zhǎng)期以來(lái)只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量低成本高。低成本高。 而微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制。于是科學(xué)而微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制。于是科學(xué)家設(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸以O(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量物體內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價(jià)問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價(jià)格大幅下降。格大幅下降。設(shè)想設(shè)想二二 這些定向改造基因的設(shè)想

2、能實(shí)現(xiàn)嗎？基因工程基因工程基因工程的概念：基因工程的概念： 基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外體外DNA重重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在基因工程是在DNA分子水平上分子水平上進(jìn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重重組技術(shù)組技術(shù)或或基因拼接技術(shù)?；蚱唇蛹夹g(shù)。定向地改造生物的遺傳性狀，定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品

3、種。獲得人類所需要的品種。 1 .1、DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)的基本工具的基本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”-“分子縫合針?lè)肿涌p合針”-“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”-限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNADNA連接酶連接酶載體載體專一性，專一性，特定特定的核苷酸序列的核苷酸序列粘性末端粘性末端平末端平末端切割切割DNA限制酶的識(shí)別特點(diǎn)限制酶的識(shí)別特點(diǎn) 以中軸線雙側(cè)的以中軸線雙側(cè)的DNA上堿基呈上堿基呈反向?qū)ΨQ反向?qū)ΨQ， 重復(fù)排列重復(fù)排列 如：如：GAA TTC CCC GGG CTT AAG GGG CCCG A A T T CC T T A A GC C C G G GG G G C C CA

4、 A G C T TT T C G A A中軸線中軸線（專一性）（專一性）EcoR（在（在G與與A之間切割）之間切割）Sma（在（在G與與C之間切割）之間切割）Hind （在（在A與與A之間切割）之間切割） 大腸桿菌的一種限制酶（大腸桿菌的一種限制酶（EcoREcoR)能識(shí)別能識(shí)別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間之間切開(kāi)形成黏性末端。切開(kāi)形成黏性末端。 SmaSma能識(shí)別能識(shí)別CCCGGGCCCGGG序列，并序列，并在在C C和和G G之間切割形成平末端之間切割形成平末端 。黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端 3、特點(diǎn)、特點(diǎn): 4、作用：、作用： 5、結(jié)果：、結(jié)果

5、：1、簡(jiǎn)稱：、簡(jiǎn)稱：2、分布：、分布：工具工具1：限制性核酸內(nèi)切酶：限制性核酸內(nèi)切酶主要在主要在原核生物原核生物中中識(shí)別特定核苷酸列識(shí)別特定核苷酸列,切割特定切點(diǎn)切割特定切點(diǎn)（專一性）（專一性）產(chǎn)生黏性未端或平末端產(chǎn)生黏性未端或平末端基因的針線：基因的針線：DNA連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割 二、二、 “分子縫合針?lè)肿涌p合針” DNA連接連接酶酶 作用作用

6、把把2個(gè)個(gè)DNA片段末端之間的片段末端之間的 縫隙縫隙“縫合縫合”起來(lái)。起來(lái)。G A A T T C C T T A A G 即脫氧核糖、即脫氧核糖、磷酸基之間的連接磷酸基之間的連接 GP AP 限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接時(shí)，所用恢復(fù)它們的連接時(shí)，所用DNA連接酶是否連接酶是否一樣呢？一樣呢？DNA連接酶的種類：連接酶的種類：E.coliDNAE.coliDNA連接酶：連接酶：只連接黏性末端只連接黏性末端T T4 4DNADNA連接酶：連接酶：連接黏性末端和平末端連接黏性

7、末端和平末端DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA連接酶連接酶用途用途 將將單個(gè)核苷酸單個(gè)核苷酸連接到連接到已有的核酸片段上，已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵在在兩個(gè)兩個(gè)DNADNA片段片段之間之間形成磷酸二酯形成磷酸二酯鍵鍵作用作用 對(duì)象對(duì)象DNA復(fù)制復(fù)制鏈條數(shù)鏈條數(shù) 單鏈單鏈雙鏈雙鏈3、類型類型Ecoli DNA 連接酶連接酶 來(lái)源：大腸桿菌來(lái)源：大腸桿菌作用特點(diǎn)：只連接作用特點(diǎn)：只連接黏性末端黏性末端 T4DNA 連接酶連接酶 來(lái)源：來(lái)源：T4噬菌體噬菌體作用特點(diǎn)：連接作用特點(diǎn)：連接黏性末端和平末端黏性末端和平末端 催化催化磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵形成形成工具工具2： DNA連接

8、酶連接酶 例例.限制酶在限制酶在DNA的任何部位都能將的任何部位都能將DNA切開(kāi)嗎？切開(kāi)嗎？以下是四種不同限制酶切割形成的以下是四種不同限制酶切割形成的DNA片段片段:你是否能用你是否能用DNA連接酶將它們連接起來(lái)？連接酶將它們連接起來(lái)？ CTGCA G ACTG CG GC G CTTAA G ACGTC GCCG GT CA AATTCG 和和能連接形成能連接形成ACTGGT CA 和和能連接形成能連接形成G CTTAA AATTCG CG GC GCCG 和和能連接形成能連接形成和和能連接形成能連接形成CTGCA G G ACGTC 反向?qū)ΨQ反向?qū)ΨQ 要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在

9、要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入受能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具體細(xì)胞的工具就是就是載體載體?；蚬こ痰妮d體來(lái)源基因工程的載體來(lái)源：作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？作用：作用：將重組基因?qū)胧荏w細(xì)胞將重組基因?qū)胧荏w細(xì)胞 三、三、 “分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車” ” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 載體必須具備的條件：載體必須具備的條件：能夠在宿主細(xì)胞中能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有一至多

10、個(gè)具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)限制酶切點(diǎn)，以便與，以便與 外源基因連接外源基因連接具有某些具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。，便于進(jìn)行篩選。對(duì)受體細(xì)胞對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害無(wú)害 質(zhì)粒，質(zhì)粒， 噬菌體的衍生物，噬菌體的衍生物， 動(dòng)植物病毒等動(dòng)植物病毒等環(huán)狀環(huán)狀DNADNA分子分子。質(zhì)粒的特點(diǎn)：質(zhì)粒的特點(diǎn)：1 1、細(xì)胞染色體（或擬核、細(xì)胞染色體（或擬核DNADNA分子）外能分子）外能自主復(fù)制的自主復(fù)制的小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNADNA分子；分子；2 2、質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞、質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響無(wú)影響；3 3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)宿主細(xì)胞內(nèi)完成。完成。1 1、能自我復(fù)制、能自我復(fù)

11、制2 2、具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)、具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)3 3、具有遺傳標(biāo)記基因、具有遺傳標(biāo)記基因4 4、對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離、對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離5 5、大小適合，便于操作、大小適合，便于操作質(zhì)粒作為運(yùn)載體的條件質(zhì)粒作為運(yùn)載體的條件： 在進(jìn)行基因工程操作中在進(jìn)行基因工程操作中,真正被用作載真正被用作載體的質(zhì)粒都是在體的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)進(jìn)行過(guò)人工改造人工改造的。的。工具工具3 3：運(yùn)載體：運(yùn)載體1 1、需要的條件、需要的條件：有1多個(gè)限制酶切點(diǎn)能在受體細(xì)胞中自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞的 染色體DNA上復(fù)制有某些標(biāo)記基因，便于篩選 對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害2 2、常

12、用運(yùn)載體、常用運(yùn)載體： 質(zhì)粒、噬菌體的衍生物噬菌體的衍生物或某些動(dòng)植物病毒3、質(zhì)粒：環(huán)狀環(huán)狀DNA分子。分子。 原核生物很容易受到自然界中外源原核生物很容易受到自然界中外源DNADNA的入侵，的入侵，但是長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，這些原核生物卻沒(méi)有因?yàn)榈情L(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，這些原核生物卻沒(méi)有因?yàn)橥庠赐庠碊NADNA的入侵而滅絕。的入侵而滅絕。 根據(jù)我們剛剛掌握的知識(shí)，你能推測(cè)這其中的根據(jù)我們剛剛掌握的知識(shí)，你能推測(cè)這其中的原因嗎？原因嗎？ 原核生物細(xì)胞中的原核生物細(xì)胞中的限制酶會(huì)將外源限制酶會(huì)將外源DNADNA切割掉切割掉，使之失效，以保證自身的安全，使之失效，以保證自身的安全，但但是不會(huì)切割自身的是

13、不會(huì)切割自身的DNADNA，這是原核生物在長(zhǎng)，這是原核生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的一套防御機(jī)制。期進(jìn)化過(guò)程中形成的一套防御機(jī)制。尋根問(wèn)底尋根問(wèn)底：本課知識(shí)回顧本課知識(shí)回顧 基因工程又叫做基因工程又叫做 或或 。通俗地說(shuō)，就。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物是按照人們的意愿，把一種生物的某種的某種 提取出來(lái)，加提取出來(lái)，加以以 ， 然后放到另一種生物的細(xì)胞里，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀。改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹g(shù)基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)重組技術(shù)基因基因修飾改造修飾改造定向地定向地DNA 重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀” “分子縫合針

14、分子縫合針” “分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體原核生物中分離純化出來(lái)原核生物中分離純化出來(lái)特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵粘性末端粘性末端平末端平末端1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：連接黏性末端連接黏性末端Ecoli DNA連接酶連接酶T4 DNA連接酶連接酶磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端連接黏性末端和平末端通常有三種通常有三種:作為載體的條件：作為載體的條件： 在進(jìn)行基因工程操作中在進(jìn)行基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是真正被用作載體的質(zhì)粒都是在在 質(zhì)粒質(zhì)粒噬

15、菌體衍生物噬菌體衍生物動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒天然質(zhì)粒天然質(zhì)粒人工改造人工改造的的能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；有遺傳標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離有遺傳標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò) 2和7能連接形成ACGT TGCA； 4和8能連接形成GAATTC CTTAAG； 3和6能連接形成GCGC CGCG； 1和5能連接形成CTGCAG GACGTC。教材教材P7思考與探究思考與探究11、在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有、在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的目的基因的DNA片段，需使用（片段，需使用（ ）A. 同種限制酶同種限制酶 B. B. 兩種限制

16、酶兩種限制酶C. 同種連接酶同種連接酶 D. D. 兩種連接酶兩種連接酶反饋練習(xí)：反饋練習(xí)： 3 3、下列不適合用于基因工程的運(yùn)載體、下列不適合用于基因工程的運(yùn)載體是（是（ ） A A、質(zhì)粒、質(zhì)粒 B B、噬菌體、噬菌體 C C、細(xì)菌、細(xì)菌 D D、病毒、病毒4、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是：（：（ ） A、限制酶的切口一定是、限制酶的切口一定是GAATTC堿基堿基序列序列 B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體 C、重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶、重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶、 連接酶、運(yùn)載體連接酶、運(yùn)載體 D、利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基、利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞

17、內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制的過(guò)程可稱為因進(jìn)行大量復(fù)制的過(guò)程可稱為“克隆克隆”6 6、關(guān)于限制酶的說(shuō)法中，正確的（、關(guān)于限制酶的說(shuō)法中，正確的（ ）A A、限制酶是一種酶，只識(shí)別、限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTCGAATTC堿基堿基序列序列B B、EcoRIEcoRI切割的是切割的是G GA A之間的氫鍵之間的氫鍵C C限制酶一般不切割自身的限制酶一般不切割自身的DNADNA分子，只分子，只切割外源切割外源DNADNAD D限制酶只存在于原核生物中限制酶只存在于原核生物中7. （多選）（多選）BD8.下列四條下列四條DNA分子，彼此間具有粘性末端的分子，彼此間具有粘性末端的一組是（一組是（ ） A B C D9、以下是兩種限制酶切割后形成的、以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，試分析：片段，試分析：GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中其中和和 是由一種限制酶切割形成的是由一種限制酶切割形成的 末端，兩者要重組成一個(gè)末端，兩者要重組成一個(gè)DNA 分子，所用分子，所用DNA連接連接酶通常是酶通常是 。 （2） 和和 是由另一種限制酶切割形成的是由另一種限制酶切割形成的 末端，兩者要形成重組末端，兩者要形成重組DNA片段，所用的連接酶通常片段，所用的連接酶通常是是 。反饋練習(xí)：反饋練習(xí)：