动物细胞培养和核移植技术完善过且投影清晰()

1、 光合作用发现史武汉市第十九中学 生物组 刘丽黄梅一中 高二生物组1.1 DNA1.1 DNA重组技术重组技术 的基本工具的基本工具专题专题1 1 基因工程基因工程资料分析资料分析 位于费城托马斯位于费城托马斯杰斐逊大学的希杰斐逊大学的希拉里和她的同事成功地将人体狂犬病抗拉里和她的同事成功地将人体狂犬病抗体的基因移入烟草作物中。体的基因移入烟草作物中。 转基因烟草作物可以产生一种人体转基因烟草作物可以产生一种人体蛋白质，而这种物质能抗击致命性的狂蛋白质，而这种物质能抗击致命性的狂犬病病毒。犬病病毒。 基因工程有什么优点？基因工程有什么优点？ 要实现药物基因在烟草中要实现药物基因在烟草中的表达，

2、要提前做哪些关的表达，要提前做哪些关键工作键工作? ?3 3种工具种工具基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：行基因操作最少需要以下三种工具：基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：行基因操作最少需要以下三种工具： 准确切割准确切割DNADNA的工具的工具（“分子手术刀分子手术刀”）限制酶限制

3、酶 DNADNA片段的连接工具片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”）DNADNA连接酶连接酶 基因转移工具基因转移工具（“分子运输车分子运输车”）基因进入受体细胞的运载体基因进入受体细胞的运载体基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：行基因操作最少需要以下三种工具：限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”限制酶切割限制酶切割DNADNA后形成的后形成的末端末端黏性黏性末端、平末端末端、平末端是如何形成的？是如何形成的？磷磷酸

4、酸二二酯酯键键磷酸二酯键，指一分子磷酸与磷酸二酯键，指一分子磷酸与两个醇（羟基）酯化形成的两两个醇（羟基）酯化形成的两个酯键。该酯键成了两个醇之个酯键。该酯键成了两个醇之间的桥梁。例如一个核苷的间的桥梁。例如一个核苷的3羟基与另一个核苷的羟基与另一个核苷的5羟基与羟基与同一分子磷酸酯化，就形成了同一分子磷酸酯化，就形成了一个磷酸二酯键。一个磷酸二酯键。 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 A 能被限制酶特异性识别的切割部位都具有能被限制酶特异性识别的切割部位都具有回文序列回文序列，即在切割部位，一条链正向读的碱，即在切割部位，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。基顺

5、序，与另一条链反向读的顺序完全一致。 回文序列中存在回文序列中存在中心轴线中心轴线，两侧碱基是反，两侧碱基是反向对称、重复排列的。向对称、重复排列的。DNADNA被限制酶切断后有两个反向互补的被限制酶切断后有两个反向互补的“黏黏性末端性末端”。被同一种限制切断的几个。被同一种限制切断的几个DNADNA具有相具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。同的黏性末端，能够通过互补进行配对。大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别能识别GAATTC序序列，并在列，并在G和和A之间切开形成黏性末端。之间切开形成黏性末端。Sma能识别能识别CCCGGG序列，并在序列，并在C和和G之间切

6、割形成平末端之间切割形成平末端 。1.原核生物容易受到自然界外源原核生物容易受到自然界外源DNADNA的入侵，的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源当外源DNADNA侵入时，会利用限制酶将外源侵入时，会利用限制酶将外源DNADNA切割掉，以保证自身的安全。切割掉，以保证自身的安全。 所以，限制酶在原核生物中主要起到切所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源割外源DNADNA、使之失效，从而达到保护自身

7、、使之失效，从而达到保护自身的目的。的目的。寻根问底寻根问底连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端端（或平末端）（或平末端）连接起来，使之成为一个完整的连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。切断的切断的DNADNA片段要与受体细胞的片段要与受体细胞的DNADNA连接，你觉得可以用什么酶？连接，你觉得可以用什么酶？DNADNA聚合酶和聚合酶和DNADNA连接酶有何相同连接酶有何相同和不同点？和不同点？DNADNA连接酶连接酶-“-“分子缝合针分子缝合针”寻根问底寻根问底2.2.答：不是一回事。答：不是一回事。DNADNA连接酶和连接酶和DNA

8、DNA聚合酶聚合酶都是形成磷酸二都是形成磷酸二酯键酯键（在相邻核苷酸的（在相邻核苷酸的3 3位碳原子上的羟基与位碳原子上的羟基与5 5位碳原子上所连磷位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？呢？（1 1）DNADNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的的33末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNADNA连接酶是在两个连接酶是在两个DNADNA片段之间形成磷酸二酯键片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与，不是在单个核苷酸与

9、DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键。形成磷酸二酯键。（2 2）DNADNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNADNA链为模板链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的酯键形成一条与模板链互补的DNADNA链；而链；而DNADNA连接酶是将连接酶是将DNADNA双链上双链上的两个缺口同时连接起来。因此的两个缺口同时连接起来。因此DNADNA连接酶不需要模板连接酶不需要模板。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。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。阅读思考阅读思考 限制酶切割后有两种不同的结限制酶切割后有两种不

10、同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用末端。那么恢复它们的连接时，所用DNADNA连接酶是否可以不加选择？连接酶是否可以不加选择？DNADNA连接酶连接酶-“-“分子缝合针分子缝合针”分分类类E.coliE.coli DNA DNA连接酶连接酶T T4v4vDNADNA连接酶连接酶差别差别: : E.coliDNAE.coliDNA连接酶连接酶: :黏性末端黏性末端, ,不能平末端不能平末端 T T4 4DNADNA连接酶连接酶既既可以可以黏性末端黏性末端, ,又又可以可以“缝合缝合” ” 平末端平末端, ,但连接平末端之间的效率

11、比较低但连接平末端之间的效率比较低. .连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端基因进入受体细胞的载体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，来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体工具就是运载体（分子运输车）（分子运输车）。假如目的基因导入受体细胞后不能复制假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？将怎样？作为运载体没有切割位点将怎样？作为运载体没有切割位点

12、将怎样？目的基因是否进入受体细胞，你如何察目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？觉？基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”作为运载体的必要条件作为运载体的必要条件 能自我复制能自我复制 有切割位点有切割位点 能与目的基因结合能与目的基因结合 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；复制并表达； 有遗传标记基因有遗传标记基因 对受体细胞无害对受体细胞无害 比较容易得到比较容易得到把以上归纳成把以上归纳成3条条,如何表述？如何表述？基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因

13、一起复制起复制有切割位点有切割位点有标记基因的存有标记基因的存在，将来可用含在，将来可用含青霉素的培养基青霉素的培养基鉴别。鉴别。思考和探究思考和探究总结规律总结规律限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列有什么特点？无论是无论是6 6个碱基还是个碱基还是4 4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链轴线两侧的双链DNADNA上的碱基是反向对称重复排列的。上的碱基是反向对称重复排列的。 1.1.限制酶在限制酶在DNADNA的任何部位都能将的任何部位都能将DNADNA切开吗？以下是四种切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的不同限制酶切割形成的DN

14、ADNA片段：片段：(1)(1) CTGCA CTGCA (2)(2) AC AC (3)(3) GC GC G G TG TG CG CG（4 4） GG (5)(5) GG (6)(6) GC GC CTTAA CTTAA ACGTC ACGTC CG CG(7)(7) GT GT (8)(8)AATTCAATTC CACA G G你是否能用你是否能用DNADNA连接酶将它们连接起来？连接酶将它们连接起来？2.2.迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断别

15、和切断DNADNA上特定的碱基序列。上特定的碱基序列。细菌中限制酶之细菌中限制酶之所以不切断自身所以不切断自身DNADNA，是因为微生物在长期的进化，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的侵的DNADNA可以降解掉。可以降解掉。生物在长期演化过程中，含生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其有某种限制酶的细胞，其DNADNA分子中或者不具备这分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。将其切开。 这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的自身的DNADNA被切断，并且可以防止外源被切断，并且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。思考和探究思考和探究练习练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的的DNADNA片段，片段，通常通常需使用需使用A.A.