人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具

人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具基因工程的概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因重组生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达获得人们所需要的基因产物回顾：优点：定向地改造生物的遗传性状；实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具人教1

基因工程的概念：

又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因重组生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达获得人们所需要的基因产物回顾：优点：定向地改造生物的遗传性状；实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种基因工程的概念：基因重组生物体外基因DNA分子水平21．基因拼接的理论基础(1)大多数生物的遗传物质是DNA。(2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。(3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。一、基因工程诞生的理论基础2．外源基因在受体内表达的理论基础(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。相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质。1．基因拼接的理论基础一、基因工程诞生的理论基础2．外源基因31.1DNA重组技术的基本工具

工欲善其事必先利其器1.1DNA重组技术的基本工具工欲善4准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）——限制性核酸内切酶（限制酶）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”）——运载体二、DNA重组技术的基本工具准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）二、DNA重组技术的基5

限制性内切酶从哪里寻找？1、来源：原核生物2、种类：约4000种（一）、限制性核酸内切酶限制性内切酶从哪里寻找？1、来源：原核生物（一）、限6限制酶的名字：是用生物属名的头一个字母与种名的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪个生物中分离出来的。例如，一种限制酶是从大肠杆菌（Escherchiacoli）的R型菌株分离出来的，就用字母EcoR表示；如果他是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一个限制酶，则进一步表示成EcoRI限制酶的名字：73、限制酶专一性识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。3、限制酶专一性8限制酶切割的是什么？两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键.限制酶切割的是什么？两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键.9人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具10黏性末端当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。黏性末端当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限11平末端

当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。平末端当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的121、来源：原核生物2、种类：约4000种3、特点：专一性4、切割位点：磷酸二酯键5、形成末端：黏性末端、平末端？寻根问底：根据你掌握的知识，你能推测这类酶存在于原核生物中的作用是什么吗（一）、限制性核酸内切酶1、来源：原核生物？寻根问底：根据你掌握的知识，（一）、限制13防止外来病原物的侵害。当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA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割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。原核生物本身的DNA分子是否会被自身存在的限制酶切割？为什么？防止外来病原物的侵害。当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源14细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，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，对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA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甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化15人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具16人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具17DNA连接酶链接的是什么（二）、DNA链接酶DNA连接酶链接的是什么（二）、DNA链接酶18磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键19（二）、DNA链接酶（二）、DNA链接酶20人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具21

可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coliDNA连接酶或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·co22

T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T4DNA连接酶T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效231、种类：2、作用：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶

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。（二）、DNA链接酶1、种类：两类E·coliDNA连接酶将双链DNA片段“24寻根问底：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?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，将单个核苷酸通过磷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，不需要模板寻根问底：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?1)251、作用：将目的基因导入受体细胞2、常用运载体：（1）质粒（2）噬菌体（3）动植物病毒（三）、运载体1、作用：将目的基因导入受体细胞2、常用运载体：（1）质粒（263、运载体需具备的条件（1）能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；（2）有多种限制酶单一切点便于与不同目的基因结合（3）有遗传标记基因便于观察（4）对受体细胞无害、易分离3、运载体需具备的条件27真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的28小结DNA重组技术的基本工具一、限制性核酸内切酶（限制酶）来源：原核生物特点：专一性切割位点：磷酸二酯键末端：粘性末端平末端二、DNA连接酶种类：EcoliDNA连接酶T4DNA链接酶缝合位点：磷酸二酯键三、运载体种类：质粒噬菌体动植物病毒特点：自我复制，具有一个或多个限制酶切点具有标记基因，对受体细胞无害小结DNA重组技术的基本工具29以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：①GC…②AATTC…③…GC④…CTTAACG…G…

…CG…G

(1)其中①和

是由一种限制酶切割形成的

末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是

。（2）

和

是由另一种限制酶切割形成的

末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连接酶通常是

。③T4DNA连接酶④②E·coliDNA连接酶课后练习以下是两