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1、DNA的基本单位:,脱氧核苷酸,温故知新,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,腺嘌呤脱氧核苷酸,磷酸二酯键,脱氧核苷酸的连接方式:,脱氧核糖核酸,脱氧核糖核苷酸,核糖核酸,核糖核苷酸,细胞核.线粒体.叶绿体,细胞质,脱氧核糖,核糖,A,G,C,T,A,G,C,U,双链,单链,DNA 和RNA的比较,【课堂反馈】,下面是DNA的分子结构模式图,说出图中110的名称。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶5.脱氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对9.氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段,专题1,1.1 DNA重组技术 的基本工具,基因工程,什么叫基
2、因工程?,也叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外,通过对有关DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,从而创造出人类所需要的新的生物类型和基因产 物。定向改造生物的遗传性状。,(一)基因工程的概念,生物体外,基因,DNA分子水平,基因产物,剪切,拼接,导入,表达,人类需要的新的生物类型,基因重组,基因工程培育抗虫棉的简要过程:,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,棉花细胞(含抗虫基因),抗虫棉(有毒蛋白),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么?,重组DNA,导入,形成,基因工程培
3、育抗虫棉 的关键步骤:,关键步骤一:,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二:,形成重组DNA,关键步骤三:,重组DNA导入受体(棉花)细胞,基因工程培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?,(二)DNA重组技术的基本工具,关键步骤一的工具:,关键步骤二的工具:,关键步骤三的工具:,分子手术刀限制性内切酶,分子缝合针DNA连接酶,分子运输车运载体,思考,在自然界中有一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例?现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而灭绝,仍能保持一种稳定状态?怎样才能使外来的DNA失效从而保护自身?,识别双链DNA 分子的某
4、种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(特异性),主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断,由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性核酸内切酶。,4000种。,形成两种末端,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开形成黏性末端。Sma能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切割形成平末端。,限制酶切割DNA后形成的末端黏性末端、平末端是如何形成的?,重播,什么叫黏性末端?,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
5、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。,什么叫平末端?,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。,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性末端?,要切两个切口,产生四个黏性末端。,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割,会怎样呢?,会产生相同的黏性末端,然后让两者的黏性末端黏合起来,就似乎可以合成重组的DNA分子了。,思考,基因的针线DNA连接酶,切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接,你觉得可以用什么酶?,DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点?,限制酶切割后有两种不同的结果
6、,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DNA连接酶是否可以不加选择?,E.coliDNA连接酶:连接黏性末端,T4DNA连接酶:连接黏性末端和平末端,基因的针线:DNA连接酶,基因进入受体细胞的载体,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,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工具就是载体。,基因进入受体细胞的载体,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样?作为载体没有切割位点将怎样?目的基因是否进入受体细胞,你如何察觉?如果载体对受体细胞有害将怎样?,作为载体的必要条件,能自我复制有切割位点能与目的基因结合能进入受体生物细胞并在受
7、体生物细胞内复制并表达;有遗传标记基因对受体细胞无害比较容易得到种类:质粒、噬菌体和动植物病毒,3、基因的运输工具运载体,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在,将来可用含青霉素的培养基鉴别。,练习,在基因工程中,切割运载体和含有目的基因的DNA片段,需使用()同种限制酶 B.两种限制酶同种连接酶 D.两种连接酶,不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制()B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,练习,3)基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是()A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,C,练习,T,磷酸二酯键,A,限制性内切酶,1.特点:特异性,即识别特定核苷酸 序列,在特定的切点切割。2.分布:主要在微生物中。3.结果:产生黏性末端(碱基互补配对)、平末端。4.举例:大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别GAATTC序列,并在G和A 之间切开形成黏性末端,Sma能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切割形成平末端。,