重组DNA技术的基本工具(课时1)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3_第1页
重组DNA技术的基本工具(课时1)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3_第2页
重组DNA技术的基本工具(课时1)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3_第3页
重组DNA技术的基本工具(课时1)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3_第4页
重组DNA技术的基本工具(课时1)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3_第5页
已阅读5页,还剩46页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

知识点1基因工程·概念p67BT毒蛋白基因获取导入普通棉花植株抗虫棉花植株苏云金杆菌棉花棉铃虫可以使棉花产量减少三分之一,严重时,甚至能使一片棉田绝收。大量施用农药杀虫不仅会提高生产成本,还可能造成农产品和环境的污染。知识点1基因工程·概念1、基因工程的别称:重组DNA技术、转基因技术2、概念剖析:生物体外(DNA)分子基因重组定向思考1、苏云金芽孢杆菌的基因为什么可以在棉花中表达?【笔记】一种生物的基因可以在另一种生物体内表达的原因:(1)基因是控制生物性状的结构与功能单位(2)遗传信息传递都遵循中心法则(3)生物界几乎共用一套遗传密码【笔记】两段DNA可以拼接的原因:自然界中的DNA分子有以下3点共性(1)DNA的基本组成单位相同

(都是四种脱氧核苷酸)(2)都遵循碱基互补配对原则(3)双链DNA分子的空间结构都是

规则的双螺旋结构

思考2、为什么不同生物的DNA分子可以重组(连接)?(1)元素组成:__________________C、H、O、N、P(2)3种小分子:(3)基本单位:脱氧核糖核苷酸O1′2′4′5′3′脱氧核糖核苷酸分子结构【回顾】1、DNA的结构核糖在2号位脱了一个氧原子形成脱氧核糖(4)脱氧核苷酸长链5′3′O1′2′4′5′3′AO1′2′4′5′3′CO1′2′4′5′3′GO1′2′4′5′3′T磷酸二酯键【回顾】1、DNA的结构①5`端、3`端定义方向:5`端是:游离磷酸基团,3`端是:游离羟基。【回顾】1、DNA的结构ATCGTAGC5’3’5’3’磷酸二酯键(4)DNA的平面结构:笔记①5`端、3`端定义方向:5`端是:游离磷酸基团,3`端是:游离羟基。②A与T之间形成2个氢键;C与G之间形成3个氢键。③DNA的两条链是反向平行的。知识点2基因工程·分子工具基因工程的分子工具(一)限制性内切核酸酶

——“分子手术刀”自主学习:1、基因工程中用到的限制性核酸内切酶从何处获取?有什么作用?2、它的化学本质是什么?作用结果是什么?作用特点是什么?P721、别称:2、来源:(一)限制性内切核酸酶

——“分子手术刀”主要来自原核生物限制酶3、种类:4、化学本质:5、作用:6、识别序列:P71数千种限制酶不是一种酶,而是一类酶7、结果:原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵,所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶是细胞的一种防御性工具。当原核细胞遭到外源DNA入侵时,它会利用限制酶来切割外源DNA,使之失效。P71【思考】为什么限制酶不切割自身的DNA分子?

P74课后题①其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列,②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。简记为:原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰简记为:切割外源DNA、使之失效,以保证自身安全5、作用:(1)识别:能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列;(2)切割:使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。例、EcoRI酶切示意图限制酶的识别序列具有180°旋转对称的回文结构GCTTAAG5‘3‘3‘5‘AATTC识别双链DNA分子的特定核苷酸序列特征:两条链从5`→3`的碱基顺序相同。回文诗《万柳堤即景》春城一色柳垂新,色柳垂新自爱人。人爱自新垂柳色,新垂柳色一城春。回文结构识别双链DNA分子的特定核苷酸序列特征:两条链从5`→3`的碱基顺序相同。限制性核酸内切酶完成识别后如何“切开”?断裂的化学键名称是?例、EcoRI酶切示意图中轴线假想的对称轴(对称面)例、SmaⅠ酶切示意图情况1:当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端;情况2:当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的则是平末端。例1、据下图分别写出BglⅡ与BamHⅠ酶切后形成的黏性末端为

。给分细节:1、正确写出单链突出部分+双链部分2、可以标注方向例2、判断两个黏性末端是否为同一种限制酶切割产生①—A—TGATC④CTAGA—T—②CTAGT—A—③—T—AGATC①②③④方法:辨别两个黏性末端是否为同一种限制酶切割的关键是看识别序列是否完全一致,即:①一看裸露碱基是否相互配对;②二看切割位点是否相同。也可将其中1个黏性末端旋转180°,能完全重合的就是由同一种限制酶切割得到的例3、下图所示四种限制酶切割得到的粘性末端是否相同?相同方法:辨别两个黏性末端是否相同仅看裸露碱基是否相互配对即可,不需要看切割位点。拓展:不同限制酶识别不同序列,但切割后产生相同的黏性末端,这样的酶被称为:同尾酶。1、别称:2、来源:【笔记整理】限制性内切核酸酶

——“分子手术刀”主要来自原核生物限制酶3、种类:数千种4、化学本质:蛋白质限制酶不是一种酶,而是一类酶5、作用:(1)识别:能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列;(2)切割:使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。酶的专一性是回文结构/两条链从5`→3`的碱基顺序相同(1)大多数限制酶识别序列由6个核苷酸组成,例如EcoRⅠ、SmaⅠ,(2)少数由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。6、识别序列:7、结果:(1)不同酶可能会产生相同的黏性末端。(1)当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,

产生的是黏性末端;(2)当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的则是平末端。8、特点:(2)同种限制酶切割的黏性末端一定相同。如:同尾酶p75答案(1)Xbal

。因为Xbal与Spel切割产生了相同的黏性末端。答案(2)不同的限制酶切割能产生相同粘性末端的积极意义是:使切割位点的选择范围扩大,增强实验的灵活性。例如,我们选择了用某种限制酶切割载体,如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制梅的识別序列,那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时,目的基因就很可能被切断;这时可以考虑用合适的同尾酶来获取目的基因(目的基因的核苷放序列中不能有它的识别序列)。基因工程的分子工具(二)DNA连接酶

——“分子缝合针”(二)DNA连接酶

——“分子缝合针”1、作用:2、种类:(二)DNA连接酶

——“分子缝合针”P72·原文勾画(E.coliDNA连接酶)(T4DNA连接酶)注:二者均可连接互补黏性末端与平末端。E.coliDNA连接酶连接平末端的效率远低于T4DNA连接酶分析1:黏性末端和平末端的连接效率有差异原因是什么?笔记:1、黏性末端因碱基互补配对提高了连接效率;2、平末端无碱基互补,依赖酶与DNA的随机碰撞,连接概率相对更低;分析2:如何有效提高平末端的连接效率?可通过增加DNA浓度、连接酶用量、ATP量,延长反应时间改善这个问题。p72【回顾】2、DNA聚合酶的作用【比较】DNA聚合酶与DNA连接酶分析1:DNA复制时,新链的合成需要什么酶?分析2:而把DNA片段‘粘’在一起又需要什么酶?分析3:DNA聚合酶和连接酶都能形成磷酸二酯键,但它们作用的化学键位置相同吗?分析4:

二者在“工作时”都需要模板和引物吗?DNA聚合酶DNA连接酶不同,DNA聚合酶在“延伸新链”,DNA连接酶在“缝合缺口”。DNA聚合酶需要模板的指导、引物的3‘-OH末端提供“工作”起点,DNA连接酶主要起修复作用,不需要模版与引物【笔记】DNA聚合酶与DNA连接酶特性DNA聚合酶DNA连接酶主要功能合成新DNA链连接DNA缺口模板依赖需要模板不需要模板引物需求需要引物不需要引物作用部位(化学键)形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键作用结果将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端将两个DNA片段连接为一个DNA分子释疑:DNA聚合酶不能从头启动DNA新链的合成,必须依赖已有的3‘-OH末端作为起点添加核苷酸,而引物的作用就是提供3‘-OH末端。注:DNA连接酶没有识别序列的特异性。名称作用部位作用结果限制酶磷酸二酯键将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶磷酸二酯键将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链【小结】与DNA相关的五种酶基因工程的分子工具(三)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”为什么需要载体?直接将目的基因导入受体细胞可以吗?不可以第一:外源基因不能自己进入细胞,需要载体帮忙。第二:即便能直接把外源基因导入受体细胞,外源基因在细胞内不能进行复制、转录和稳定存在,需要载体帮忙。第三:载体带有标记基因(如抗生素抗性基因),可以帮助科学家找到成功接收外源基因的细胞。(三)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、作用:(1)将外源基因送入受体细胞,(2)在受体细胞内对目的基因进行大量复制。(三)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”在细胞中自主复制整合至受体DNA上,随受体DNA同步复制。笔记:直接把外源基因导入受体细胞,外源基因在细胞内不能进行复制、转录和稳定存在。(1)常用载体:质粒2、类型:(2)其他载体:噬菌体、动植物病毒等它们来源不同,在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大的差别。(1)常用载体:质粒①来源:主要是原核生物②结构:裸露的、结构简单的环状双链DNA分子。质粒②结构:裸露的、结构简单的环状双链DNA分子。用于筛选成功转入的细胞有1个至多个限制酶切位点,供插入外源基因可通过人工改造,得到多克隆位点(MCS)增强了实验的灵活性【注意】抗生素抗性基因≠抗生素基因保证载体能在宿主细胞内复制注:基因工程操作中被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。例、下图表示四种质粒,其中箭头所指部位为限制酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。适合作为载体的质粒是哪一种?说明理由。答案:适合作为载体的质粒是①。由图可知,质粒②上无标记基因,不适合作为载体;质粒③和④的标记基因上都有限制酶的识别位点,使用该酶后将会破坏标记基因,故均不宜选作载体。变式、下面是四种不同质粒的示意图,其中ori为复制必需的序列,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,箭头表示同一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是(

)C质粒含目的基因的DNA片段重组质粒受体细胞导入目的基因【模拟】载体将外源基因送入受体细胞的过程分析1:质粒一定能成功导入受体细胞吗?答案:不一定能成功导入,因为载体携带目的基因导入受体细胞的成功率不高。因此需要筛选出导入目的基因的受体细胞。分析2:如何筛选?氨苄青霉素抗性基因导入未导入未导入含氨苄青霉素的培养基存活并增殖死亡目的基因载体携带目的基因导入受体细胞的成功率不高,需要筛选出导入目的基因的受体细胞。【小结】载体需要具备的条件(以质粒为例)条件1:载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害,

不会影响受体细胞正常的生命活动。条件2:DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,

供外源DNA片段(基因)插入其中。条件3:携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,能在细胞中进行

自我复制,或整合到受体DNA上,随受体DNA同步复制。条件4:人工改造的质粒上常有特殊的标记基因,便于重组DNA分子

的筛选。注意:标记基因不都是抗生素的抗性基因,常见的标记基因有①抗生素的抗性基因,②荧光蛋白基因深度思考:使用DNA连接酶后是否一定能将目的基因与载体成功连接?尝试分析影响连接的因素。反向拼接的重组质粒环化的质粒环化目的基因笔记:连接失败的原因:①末端不匹配、②酶失活、③温度不当(通常需16°C)、④载体环化、⑤质粒环化、⑥目的基因与质粒反向连接,造成目的基因不能正确表达。分析:如何有效避免环化现象?双酶切用两种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段构建基因表达载体限制酶a切割限制酶b切割限制酶a切割限制酶b切割DNA连接酶连接abab黏性末端a与b不同,可避免上述问题;笔记:连接失败的原因:①末端不匹配、②酶失活、③温度不当(通常需16°C)、④载体环化、⑤质粒环化、⑥目的基因与质粒反向连接,造成目的基因不能正确表达。笔记:双酶切的优点:①质粒不会环化/自连;②目的基因不会环化/自

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论