A1.1DNA重组技术的基本工具(共31张PPT)

专题一基因工程基因工程的概念：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。原理操作环境操作对象操作水平基本过程结果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1．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。1.1DNA重组技术的基本工具工欲善其事必先利其器•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？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。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）的型菌株分离出来的，就用字母Eco表示；如果他是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第I个限制酶，则进一步表示成EcoI3、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。限制酶切割的是什么？两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键.•限制酶所识别的序列有什么特点？•限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。限制酶识别序列的中心轴线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。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。1、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DNA连接酶链接的是什么（二）、DNA链接酶磷酸二酯键磷酸二酯键（二）、DNA链接酶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1、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DNA聚合酶DNA连接酶区别1区别2相同点寻根问底：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1、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（5）对受体细胞无害、易分离(1)能在宿主细胞内稳定保存并自我复制。(2)有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接(3)具有某些标记基因，以便进行筛选（4）结构简单,独立于细菌外的DNA3、运载体需具备的条件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。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连接酶课后练习据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）A.限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.连接C处的酶可以为DNA连接酶D现有一长度为1000碱基对(bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用Kpn1单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是D