1、什么叫基因工程？,基因工程，又叫DNA重组技术。指按照人们的愿望，在DNA分子水平上进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,1.1 DNA重组技术的基本工具,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,抗虫基因与载体“缝合”,抗虫基因导入棉花细胞,“分子手术刀” 限制性核酸内切酶,“分子缝合针” DNA连接酶,“分子运输车” 载体,一、限制性内切酶“分子手术刀”,主要从原核生物中分离纯化出来。,种类：,已从近300种微生物中分离出4000种限制酶。,作用：,1.能识别双链D
2、NA的某种特定核苷酸序列。2.使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,来源：,限制性内切酶在原核生物中的作用是什么？,切断外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。,A,C,一个核苷酸核糖上第3位的羟基与下一个核苷酸核糖上第5位的磷酸羟基脱水缩合成酯键，该酯键称3,5磷酸二酯键。,磷酸二酯键,切割位点,一、限制性内切酶“分子手术刀”,作用特点：,特异性,即：一种限制酶只能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。,大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成,限制酶的识别序列：,想一想限制酶所识别的序列有什么特点？,限制酶
3、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（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的。,限制酶所识别序列的特点：,EcoR I 限制酶的切割,黏性末端,黏性末端,大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,Sma I 限制酶的切割,Sma,平末端平末端,只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。,【随堂检测】,1、下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的 是（ ） A、 B、 C、 D、,A,【随堂检测】,2.下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是（ ）,A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧苷酸序列B.限制酶的活
4、性受温度的影响C.限制酶能识别和切割RNAD.限制酶可从原核生物中提取,C,【随堂检测】,3.下列实践活动包含基因工程技术的是（ ）,A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因纯合新品种B.抗虫小麦与矮杆小麦杂交，通过基因重组获得坑虫矮杆小麦C.将含有抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子改善发生变异的大豆,C,【随堂检测】,4.下列关于基因工程的说法中，正确的是（ ）,A.基因工程的设计和施工是细胞水平上进行的B.基因工程都是在生物体外完成的C.基因工程是对蛋白质进行的操作D.基因工程能打破物种的界限，定向改造生物性状,D,
5、【思考讨论】,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(平)末端？,要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。,如果把两种不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？如果把同一个DNA分子用不同的限制酶来切割，结果又会怎样呢？,不同的DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同； 同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不同。,【寻根问底】,1、联系你已有的知识，想一想，为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？,1）细菌本身不含这种限制酶的识别序列。,2）细菌通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使之不能切开。,2、限制性内切酶和DNA水解酶的区别是什
6、么？,二、DNA连接酶 “分子缝合针”,作用:,把切下来的双链DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来，催化磷酸二酯键形成。,二、DNA连接酶 “分子缝合针”,类型：,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T4噬菌体,恢复磷酸二酯键,只能连接黏性末端,能连接黏性末端和平末端(效率较低),相同点,差别,课本P7 【思考与探究】 第1题,比较下列几种酶,【随堂检测】,5.图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )A BC D,C,【随堂检测】,6.下列有关限制性内切酶识别
7、的叙述，不正确的是( )A从反应类型来看，限制性内切酶催化的是一种水解反应B限制性内切酶的活性受温度、pH的影响C一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D限制性内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小,D,【随堂检测】,7.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,【随堂检测】,8.下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是（ ）A. 将单个核苷酸加到某个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键B. 将断开的2
8、个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C. 连接2条DNA链上碱基之间的氢键D. 只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而不能将两者之间的平均末端进行连接,B,【随堂检测】,9.“黄金大米”是将胡萝卜素转化酶的基因导入到水稻细胞中而制备成功的。一般来说，在制备“黄金大米”植株的过程中，不需要使用下列中的（ ）A. 限制性核酸内切酶 B. 纤维素酶C. DNA连接酶 D. DNA聚合酶,B,三、载体 “分子运输车”,1、运载体的作用是什么？,作用一：作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去。作用二：利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。,2、常见的运载体有哪些？,动植物
9、病毒等,质粒,噬菌体的衍生物,探究：载体需要的条件,载体需要的条件：有1-多个限制酶切点对受体细胞无害导入基因能在受体细胞中复制、表达有某些标记基因，便于筛选,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？,怎样检测目的基因是否进入受体细胞？,质粒：,裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。,在基因工程操作中，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。,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素
10、的培养基鉴别。,有切割位点,能复制并带着插入的目的基因一起复制,已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论。,对照组：不添加抗生素,实验组1：添加一定浓度的四环素,实验组2：添加一定浓度的氨苄青霉素,实验组3：添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素,练习,既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因,只含有抗四环素基因,只含有抗氨苄青霉素基因,既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因,【随堂检测】,10. 质粒是基因工程中最常用的载体，它的主要特点是（ ） 能自主复制 不能自主复制 结构简单 蛋白质 环状RNA 环状DNA 对宿主细胞无害 A. B. C. D.11. 下列不适合用于基因工程的运载体是（ ） A、质粒 B、噬菌体 C、细菌 D、病毒,C,C,【随堂检测】,12. 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,
