選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一章：基因工程選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題將人的胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中，通過(guò)微生物的發(fā)酵使大腸桿菌表達(dá)人的胰島素基因，從而獲得人的胰島素。每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問(wèn)題，還使其價(jià)格降低了

30%-50%!探究能發(fā)光的水母能否能否讓熱

帶魚(yú)也能發(fā)光?設(shè)想3不能發(fā)光的熱帶斑馬魚(yú)45能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌6基因“嫁接7”香

蕉

魚(yú)8最新款的摩托車(chē)910基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)

生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類(lèi)所需要的基因產(chǎn)物。操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果生物體外基因DNA分子水平人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物剪切→

拼接

→

導(dǎo)入→

表達(dá)基因重組111、來(lái)源：微生物4、結(jié)果：形成兩種末端一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶粘性末端12平末端2、種類(lèi)：4特00異0種性。3、作用：識(shí)別雙鏈DNA

分子的某種特定的核苷酸

序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。限制酶切割DNA后形成的末端——粘性末端、平末端是如何形成的？1314重播15大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。什么叫粘性末端？當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)

切開(kāi)時(shí)，被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫粘性末端。16什么叫平末端？17當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)，切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，是

平整的，這樣的切口叫平末端。要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)粘性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)粘性末端。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？會(huì)產(chǎn)生相同的粘性末端，然后讓兩者的

粘性末端黏合起來(lái)，就似乎可以合成重組的DNA分子了。18思考限制性核酸內(nèi)切酶作用部位：②

磷酸二酯鍵①③②19切斷的DNA片段要與受體細(xì)胞的DNA連接，你覺(jué)得可以用什么酶？基因的針線──DNA連接酶202.

DNA連接酶DNA連接酶可把粘性末端之間的縫

隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。21G

A

A

T

T

CC

T

T

A

A

GG

A

A

T

T

CC

T

T

A

A

G基因的針線：DNA連接酶G

A

A

T

T

CC

T

T

A

A

GGC

T

T

A

AA

A

T

T

CGGC

T

T

A

AA

A

T

T

CG同種限制酶切割22DNA連接酶1.化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)2.作用特點(diǎn)：連接部位：形成磷酸二酯鍵有相同的粘性末端23基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體從甲生物細(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)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是載體。24基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制將怎樣？作為載體沒(méi)有切割位點(diǎn)將怎樣？目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，你如何察覺(jué)？如果載體對(duì)受體細(xì)胞有害將怎樣？25作為載體的必要條件26能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害“分子運(yùn)輸車(chē)” ——載體作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。種類(lèi)：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒27質(zhì)粒的特點(diǎn):281、細(xì)胞染色體（或擬核DNA分子）外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2、質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響；3、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在，將來(lái)可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。存在哪里+什么特點(diǎn)29基因工程誕生的理論基礎(chǔ)：DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立以及遺傳信息傳遞方式的認(rèn)定基因工程的技術(shù)保障限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒載體30本節(jié)歸納練習(xí)311.在基因工程中，切割載體和含有A.同種限制酶C.同種連接酶B.兩種限制酶D.兩種連接酶2.目的基因的DNA片段，需使用A（2不屬于質(zhì)粒被選為基因載體的理由是32A、能復(fù)制B、有多個(gè)限制酶切點(diǎn)

C、具有標(biāo)記基因D、它是環(huán)狀DNA（

D

）練習(xí)3.下列說(shuō)法正確的是

（

）A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列33B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體C、載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D、DNA連接酶使粘性末段的堿基之間形成氫鍵練習(xí)C4.有關(guān)基因工程的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）

A、基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，34培育生物新品種B、重組DNA的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C、目的基因須由載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D、質(zhì)?？勺鳛檩d體練習(xí)Bover選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'3'5'選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生識(shí)別序列什么叫粘性末端？當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開(kāi)時(shí)，被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間

正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫粘性末端。37選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶EcoR

I

5’-G

AATTC-3’EcoR

V

5’-GAT

ATC-3’3’-CTTAA

G-5’3’-CTA

TAG-5’Pst

I

5’-CTGCA

G-3’3’-G

ACGTC-5’Sam

I

5’-GGG

CGC-3’3’-CCC

GGG-5產(chǎn)生粘性末端產(chǎn)生平齊末端選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題粘性末端和平末端選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)源：細(xì)菌及酵母菌特異性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種?；瘜W(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶5）作用部位：②

磷酸二酯鍵①③②選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI

識(shí)別序列：5'

G^AATTC

3'BamHI

識(shí)別序列：

5'

G^GATCC

3'HindIII

識(shí)別序列：

5'

A^AGCTT

3'常見(jiàn)的限制酶的識(shí)別序列與酶切位點(diǎn)選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題5’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’

BamHⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ練習(xí)：試寫(xiě)出下面三種限制酶切割后所產(chǎn)生的粘性末端選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生2、DNA連接酶1）作用：將具有末端堿基互補(bǔ)的2個(gè)DNA片段連接在一起，形成重組DNA分子。GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGDNA連接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題5′

AATTC·

·

·

·

·

·

GG·

·

·

·

·

·

CTTAA

5′G·

·

·

·

·

·CTTAA5′

AATTC·

·

·

·

·

·

G5′(1)

(2)GG·

·

·

·

·

·

CTTAA5′

AATTC·

·

·

·

·

· AATTC·

·

·

·

·

·

GG·

·

·

·

·

·

CTTAA

5′GAATTCCTTAAGDAN連接酶5′

AATTC·

·

·

·

·

·

GG·

·

·

·

·

·

CTTAA

5′(1)(2)DNA連接酶選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生2、DNA連接酶連接部位： 形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGDNA連接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生2、DNA連接酶4）類(lèi)型①大腸桿菌連接酶（Ecoli

DNA連接酶）只能連接粘性末端。②T4噬菌體連接酶（T4DNA連接酶）不但能連接粘性末端，還能連接齊平末端。選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題?…CTGCA…G?…G…CTTAA?

G…ACGTC…④

AATTC…G…練習(xí)：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相應(yīng)DNA連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是AA.

??；?④C.

?④；??B.

??；?④D.以上都不對(duì)選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生3、(運(yùn)）載體1）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)為什么要用（運(yùn)）載體？目的基因不是一個(gè)完整的DNA分子，是DNA的一個(gè)片段，它不能自我復(fù)制和表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）。載體可以①運(yùn)送外源基因高效轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，②為外源基因提供復(fù)制能力或整合能力，③為外源基因的擴(kuò)增或表達(dá)提供必要的條件。選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生3、(運(yùn)）載體2）載體具備的條件①在宿主細(xì)胞內(nèi)能獨(dú)立復(fù)制和表達(dá)（含有復(fù)制位點(diǎn)、啟動(dòng)子和終止子）②具有合適的標(biāo)記基因，便于重組DNA的篩選；③具備多個(gè)酶切位點(diǎn)，便于外源基因插入；④分子量小，拷貝數(shù)多。選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生3、(運(yùn)）載體載體與目的基因形成的重組DNA分子選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第一節(jié)：工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生3、(運(yùn)）載體3）常見(jiàn)載體：質(zhì)粒①什么是質(zhì)粒：質(zhì)粒是獨(dú)立于核DNA以外的能自主復(fù)制的裸露的雙鏈環(huán)狀小型DNA分子。②來(lái)源：廣泛從在于細(xì)菌細(xì)胞中，比病毒更簡(jiǎn)單。在霉菌、藍(lán)藻、酵母和一些動(dòng)植物細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了質(zhì)粒，目前對(duì)細(xì)菌的質(zhì)粒研究得比較深入，特別是大腸桿菌的質(zhì)粒。4）其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等（P4“小資料”）選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題質(zhì)粒質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，它廣泛地存在于細(xì)菌中，是細(xì)菌染色體外能夠

自主復(fù)制的很小的環(huán)

狀DNA分子，大小只有普通細(xì)菌擬核DNA的百分之一。選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題工欲善其事，必先利其器?！蚬こ痰墓ぞ?、DAN分子手術(shù)刀——限制性核酸內(nèi)切酶2、DAN分子針線——DNA連接酶3、DAN分子運(yùn)輸車(chē)——質(zhì)粒選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題1、關(guān)于限制酶的說(shuō)法中，正確的是（

C

）A、限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTC堿基序列

B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題2、DNA連接酶催化的反應(yīng)是(C

)A．DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成氫鍵

B．粘性末端堿基之間形成氫鍵C．兩個(gè)DNA片段粘性末端之間的縫隙的連接

D．A、B、C都不正確選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題3、作為基因的運(yùn)輸工具——載體，必須具備的條件及理由是()

BA、能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)

C．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件

D、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題4、質(zhì)粒是基因工程最常見(jiàn)的載體，它的主要特點(diǎn)是(C

)①能自主復(fù)制

②不能自主復(fù)制

③結(jié)構(gòu)很?、苁堑鞍踪|(zhì)

⑤是環(huán)狀RNA

?是環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦

B、②④?

C．①③?⑦

D．②③?⑦選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題A、目的基因上有標(biāo)記

C、重組質(zhì)粒能夠復(fù)制B、質(zhì)粒具有某些標(biāo)記基因

D．以上都不正確5、在受體細(xì)胞中能檢測(cè)出目的基因是因?yàn)?

B

)選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題6、關(guān)于質(zhì)粒的敘述正確的是(A

)A、質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子

B、質(zhì)粒是唯一的載體C、重組質(zhì)粒是目的基因D、質(zhì)?？稍谒拗魍鈫为?dú)復(fù)制選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題7、基因工程中可用作載體的是(A

)①質(zhì)粒

②噬菌體

③