重组DNA分子模拟制作

1、选修3 现代生物科技专题1-11-1重组重组dnadna分子模拟制作分子模拟制作生物科技创造美好未来生物科技创造美好未来阅读课本，归纳思考：阅读课本，归纳思考：作为作为“分子运分子运输车输车”，需要具备哪些条件？，需要具备哪些条件？ecori酶切后的载体和目的基因目的基因目的基因载体载体模拟实验模拟实验 多个ecori酶切后的载体与目的基因混合之后，加入dna连接酶，其连接产物将有几种？(为了方便分析，至多考虑两个分子相连接) 载体与目的基因之间的连接载体与目的基因之间的连接载体与载体之间的连接目的基因与目的基因之间的连接载体自身头尾相连接（自身环化）载体自身头尾相连接（自身环化）目的基因自身

2、环化目的基因自身环化同向插入同向插入反向插入反向插入 为什么为什么ecori酶切后会有这么多种连接产物呢？酶切后会有这么多种连接产物呢？结论：一种限制酶切割后产生的黏性末端只有一种，结论：一种限制酶切割后产生的黏性末端只有一种，相同的黏性末端之间可以任意连接。相同的黏性末端之间可以任意连接。 载体自身环化和目的基因自身环化载体自身环化和目的基因自身环化是干扰重组的常见因素。如何避免？是干扰重组的常见因素。如何避免？两种限制酶切割产生的黏性末端不同两种限制酶切割产生的黏性末端不同载体及目的基因无法自身环化载体及目的基因无法自身环化无法连接无法连接正确连接正确连接载体与载体间，目的基因与目的基因间

3、仍可连接载体与载体间，目的基因与目的基因间仍可连接载体特点中除有多个酶切位点外，还携带标记基因。载体特点中除有多个酶切位点外，还携带标记基因。如何筛选出含目的基因的重组dna呢？载体与载体重组载体与载体重组dna载体与目的基因重组载体与目的基因重组dna提示：在基因工程的实际操作中，科学家选择的载体往提示：在基因工程的实际操作中，科学家选择的载体往往含有两个或更多的标记基因。往含有两个或更多的标记基因。 如果在目的基因的插入位置有一个标记基因，当目如果在目的基因的插入位置有一个标记基因，当目的基因插入后，标记基因将被破坏而无法表达，从的基因插入后，标记基因将被破坏而无法表达，从而达到筛选目的。

4、而达到筛选目的。目的基因目的基因pbr322质粒结构质粒结构如果外源如果外源dnadna插入，氨卞插入，氨卞青霉素抗性青霉素抗性基因失活基因失活标记基因标记基因进行筛选进行筛选在基因工程中，真正被用作载体的质粒，都是在天然在基因工程中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。质粒的基础上进行人工改造的。在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有标记基因，以便进行筛选。具有标记基因，以便进行筛选。 对受体细胞无害、易分离。对受体细胞无害、易分离。载体载体dna分子大小

5、应适合，便于提取和操作。分子大小应适合，便于提取和操作。运载体的作用：运载体的作用：运载体必须具备的五个条件：运载体必须具备的五个条件：作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制基因工程的操作工具基因工程的操作工具（1 1）有一或多个限制酶切点）有一或多个限制酶切点, ,以便目的基因可以插到载体上以便目的基因可以插到载体上（2 2）有一个或多个标记）有一个或多个标记 基因，便于筛选基因，便于筛选（3 3）必须能在受体细胞）必须能在受体细胞中稳定保存并具备复制、中稳定保存并具备复

6、制、表达的能力。（或整合到表达的能力。（或整合到染色体染色体dnadna上，随染色体上，随染色体dnadna进行同步复制。）进行同步复制。）（4 4）对受体细胞无害）对受体细胞无害（5 5）大小合适，利于）大小合适，利于 提取和操作提取和操作载体的特点：载体的特点：目的基因所在片段目的基因所在片段运载体运载体pstpstdnadna连接酶连接酶重组重组dnadna运载体自连运载体自连目的基因目的基因 自连自连cttaacttaag gaattcaattcg gcttaacttaaaattcaattcg gg gpst pst 目的基因与运载体连接目的基因与运载体连接pbr322质粒结构质粒结构

7、如果外源如果外源dnadna插入，氨卞插入，氨卞青霉素抗性青霉素抗性基因失活基因失活标记基因标记基因进行筛选进行筛选限制性内切酶限制性内切酶识别序列识别序列外源基因连接外源基因连接pstpstpstpst自主复制自主复制ldna连接酶连接酶ldna聚合酶聚合酶l限制酶限制酶ldna水解酶水解酶l解旋酶解旋酶lrna聚合酶聚合酶若干种酶的比较33分别代表什么酶？分别代表什么酶？a a t t ga a t t gc ca aa at tt ta aa at tt tdna聚聚合酶合酶dna聚聚合酶合酶dna聚聚合酶合酶dna聚聚合酶合酶dna聚聚合酶合酶基因工程的操作工具基因工程的操作工具dna

8、连接酶连接酶dna聚合酶聚合酶相相同同点点形成的键形成的键化学本质化学本质不不同同点点模板模板作用对象作用对象（链接部位）（链接部位）用途用途都能催化形成磷酸二酯键都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质不需要不需要需要需要基因工程基因工程dna复制复制将将单个脱氧核苷酸单个脱氧核苷酸连接到已有的连接到已有的dna片段上，形片段上，形成磷酸二酯键，形成磷酸二酯键，形成成dna的一条链的一条链在在两个两个dna片段之片段之间间形成磷酸二酯键，形成磷酸二酯键，最终形成完整的重组最终形成完整的重组dna分子分子dna连接酶与连接酶与dna聚合酶的比较聚合酶的比较温故知新：核酸的类型温故知新：核酸的

9、类型概念：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的概念：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传遗传、 变异变异和和蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。中具有极其重要的作用。脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(dna)核糖核酸核糖核酸(rna)基本单位：基本单位： 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基种类：碱基种类：a、g、c、t基本单位：基本单位：碱基种类：碱基种类： a、g、c、u类类型型指指基因基因中中 排列顺序排列顺序。是具有是具有 的的dna 片段，片段，是决定是决定 的基本单位。的基本单位。 基基 因因 ：遗传效应遗传效应生物性状生物性状片段片段1片段片段2片段

10、片段3片段片段4片段片段5基因基因a a基因基因b b基因基因c c间区间区间区间区g a t c t agacgggaaatttcctc t a g a tctgccctttaaaggadna遗传信息：遗传信息：脱氧核苷酸脱氧核苷酸终止子终止子基因的结构基因的结构染色体染色体dna基因基因主要由主要由dna和蛋白质组成和蛋白质组成染色体为基因的染色体为基因的主要主要载体；载体；基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列。排列。线粒体线粒体叶绿体叶绿体次要次要载体载体 包含关系图：包含关系图：染色体染色体dna基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、dnadna、染色体的关系、染色体的关系 不同种生物的基因能够实现重组，并成功表不同种生物的基因能够实现重组，并成功表达的原因有哪些？达的原因有哪些？1、大多数生物的遗传物质都是、大多数生物的遗传物质都是dna，且都是有脱氧核苷酸构成，且都是有脱氧核苷酸构成的的（化学成分相同）（化学成分相同）。2、不同生物的不同生物的dna分子基本结构是相同的分子基本结构是相同的（双螺旋结构）