.,1,專題1基因工程,基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫做DNA重組技術。,.,2,1DNA重組技術的基本工具,第1節,安徽省含山中學王冰,.,3,問題探討,手術刀,縫合針,運輸工具,培育抗蟲棉需要哪些基本工具?,.,4,閱讀課本4-5頁“限制性核酸內切酶分子手術刀”的相關內容，填寫下表,自主學習,主要從原核生物中分離純化而來,已經分離出大約4000種,1、識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,2、使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,形成兩種末端：黏性末端或平末端,.,5,脫氧核苷酸的結構,.,6,G,A,3,5-磷酸二酯鍵,3端,5端,3端,5端,磷酸二酯鍵,.,7,仔細觀察各限制酶識別的特定序列有何特點？,限制酶的識別序列,限制酶所識別的序列的特點是：呈現堿基互補對稱，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱重復排列的，稱為回文序列,.,8,中軸線,在G與A之間切割,大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。,EcoRI限制酶的作用,.,9,黏性末端,黏性末端,EcoRI限制酶的切割,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。,.,10,SmaI只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。,中軸線,SmaI限制酶的作用,在G與C之間切割,.,11,平末端平末端,SmaI限制酶的切割,當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。,.,12,你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？,原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。,尋根問底,為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA？,通過長期的進化，細菌中含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。,.,13,類型,來源,功能,相同點,差別,EcoliDNA連接酶,T4DNA連接酶,大腸桿菌,T4噬菌體,恢復磷酸二酯鍵,只能連接黏性末端,能連接黏性末端和平末端(效率較低),閱讀課本第5頁“分子縫合針”DNA連接酶的相關內容，填寫下表,自主學習,.,14,把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來催化形成磷酸二酯鍵,DNA連接酶的作用,.,15,兩DNA片段要具有互補的黏性末端才能拼起來,DNA連接酶的縫合作用,可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，,注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！,.,16,DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？,T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低,DNA連接酶的縫合作用,.,17,都能催化形成磷酸二酯鍵,都是蛋白質,不需要,需要,形成完整的重組DNA分子,形成DNA的一條鏈,基因工程,DNA復制,DNA連接酶與DNA聚合酶的比較,只能將單個核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵,在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,.,18,限制性內切酶的識別序列和切點是GGATCC，限制性內切酶的識別序列和切點是GATC。在質粒上有酶的一個切點，在目的基因的兩側各有一個酶的切點。（1）請畫出質粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。（2）請畫出目的基因兩側被限制酶切割后所形成的黏性末端。（3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？,可以連接。因為由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補的）,小試身手,.,19,載體的作用,載體的必要條件,載體的種類,閱讀課本第6頁“分子運輸車”運載體的相關內容，填寫下表,自主學習,1）能夠在宿主細胞中復制并穩定地保存。2）具多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3）具有某些標記基因，便于進行鑒定和選擇。4）必須是安全的，對受體細胞無害。5）載體DNA分子應大小適中，以便于提取和操作,1）作為運載工具，將目的基因導入受體細胞中2）在受體細胞內對目的基因進行大量復制,細菌的質粒病毒：噬菌體衍生物、動植物病毒等。,.,20,有標記基因的存在，可用含青霉素的培養基鑒別。,有切割位點,能復制并帶著插入的目的基因一起復制,質粒裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復制能力