生物选修三专题一第一节

载体的作用
1）作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中 2）在受体细胞内对目的基因进行大量复制
载体的必 要条件
载体的种类
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。 4）必须是安全的 ，对受体细胞无害。 5）载体DNA 分子应大小适中，以便于提取和操作
……CTTAAG……
EcoRⅠ酶切
……G
AATTC…… ……G
AATTC……
……CTTAA
G…… ……CTTAA
G……
不同来源的DNA片段混合
……GAATTC……
……GAATTC……
……CTTAAG……
……CTTAAG……
将不同种来源的DNA片段连接起来
.
自主学习
阅读课本第6页“分子运输车”——运载体 的相关内容，填写下表
形成DNA的一条 链
DNA复制
限制性核酸内T切酶、A DNA连接酶、 解旋酶和DNAA聚合酶T区别
AT
GC
作用于a（ 作. 用于b （
键）的酶有： 键）的酶有：
小试身手
限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制
性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有
酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
作用结 果
形成两种末端：黏性末端或 平末端
.
脱氧核苷酸的结构
5’
4’
1’
3’
Hale Waihona Puke 2’.磷酸二酯键5’
A
5’端
4’ 3’
5’ 4’ 3’
1’
2’
3’,5’-磷 酸二酯 键
G
1’
2’
3’端
.
3’端 5’端
限制酶的识别序列
仔细观察各限制酶 识别的特定序列有 何 特点？
限制酶所识别的序列的特点是： 呈现碱基互补对称，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 。
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自主学习
阅读课本第5页“分子缝合针”——DNA连接 酶的相关内容，填写下表
类型
来源 相同点
功能
差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复磷 只能连接黏性末端
T4DNA连接酶
T4噬菌体
酸二酯 键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
.
DNA连接酶的作用
把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯 键
上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重 组技术。
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必修2
基因工程，又叫基因拼接技术或 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， 定向改造生物的遗传性状。
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基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
DNA分子水平 剪切→ 拼接 → 导入→ 表达
.
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
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DNA连接酶的缝合作用
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来， 但效率较低
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
—G↓GATC C— 用酶Ⅰ切割
—G
GATCC—
—C CTAG↑G—
—CCTAG
G—
（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性
末端。
—↓GATC 目—的…基…因—↓GATC — — CTAG↑—……— CTAG↑—
用酶Ⅱ切割
—
GATC—目的…基…因—
GATC—
—CTAG —……—CTAG
—
（3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形 成的黏性末端能否连接？为什么？
可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏 性末端是相同的（或是可以互补的）
.
生物A基因片段 ……GAATTC……
生物B基因片段 ……GAATTC……
……CTTAAG……
.
DNA聚合酶的作用
A A T TG
T
T
A
AC
DNA聚合D酶NA聚合D酶NA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶
A A
T
T
.
返回
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
都能催化形成磷酸二酯键
都是蛋白质
不需要
在两个DNA片 段之间形成两 个磷酸二酯键 形成完整的重 组DNA分子
基因工程 .
需要
只能将单个核苷酸 连接到已有的DNA 片段上，形成一个 磷酸二酯键
能复制并带着 插入的目的基 因一起复制
.
.
12
EcoRI限制酶的作用
大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC 序列，并在G和A之间切开。
在G与A之 间切割
中轴线
.
EcoRI限制酶的切割
黏性末端
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。
黏性末端 .
SmaI限制酶的作用
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
在G与C之 间切割
中轴线
.
SmaI限制酶的切割
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。
平末端
平末端
.
寻根问底
为你 作什能用么推是限测什制限么酶吗制不酶？剪存切在细于菌原本核身生的物D中NA的 ？
①细菌的质粒 ②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
.
最常用运载体——质粒
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很小的双链环
状DNA分子。
实际上在基因
工程操作中，
真正被用作载
有标记基因的存 在，可用含青霉 素的培养基鉴别。
有切割位点
体的质粒，都 是在天然质粒 的基础上进行 过人工改造的。
专题1 基因工程
.
转抗寒基因的 番茄
乳汁中含有人生长激素 的转基因牛(阿根廷)
.
转基因抗虫棉
抗虫棉
普通棉
.
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格 的设计，并通过体外DNA重组和转基因等 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。由于基因工程是在DNA分子水平
通 的 的 基 不原在制菌利安能过 细 识 转长核，全的用长 胞 别 移将期生以。一限的物 防 所种 制期，切到其进易 止 以酶防的其割所切化受 外 ，御将进序识开D自 来 限过性外N化 列 别。然病制程工源A， 序，这分中界原酶D具N细 列或样形外物在，子A切菌 的者，源的原成当中割侵核了外D中 碱通尽不N掉害生一源含 基管过A具的，。物套D有 上细甲备N入以中完限A某 ，菌基这侵侵保主善制种 使中化入，证种要的酶限限含酶时自但起防就限身，生制制有将到御是制的会物切机细酶酶某甲酶 种割限外制源D酶N也A、不使会之使失自效，身从的而D达N到A被保护切自断身，的并 且目可的以。 防止外源DNA的入侵。
基因重组 人类需要的基因产物
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第1节
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问题探讨
手术刀
培育抗虫棉 需要缝哪合些针基 本工运具输?工具
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自主学习 分子手术刀
阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子 手术刀”的相关内容，填写下表
来源 主要从原核生物中分离纯化而来
种类 作用
已经分离出大约4000种
1、识别双链DNA分子的某种特定核 苷酸序列 2、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。