第一节工具酶的发现(正式)

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06+常用工具酶

06+常用工具酶
从普通大肠杆菌分离出来的质 粒DNA,由于甲基化,难酶切
可选择甲基化酶缺失的大肠 杆菌菌株制备质粒DNA
3.酶切消化反应的温度
大多数RE的最佳反应温度是37°C
实际操作中常采用水浴锅,但由于离心
管底部与顶部温度不同,反应体系会蒸 发,引起酶反应条件改变,可能会造成 酶产生星活力; 酶反应时间较短(2h左右)时可在水浴锅 内进行,如时间较长,最好在培养箱内 进行反应
酶切操作过程: 根据RE说明书,建立酶切反应体系
加样:依次加入水、缓冲液、DNA、酶 混匀 一定温度下保温一定时间 终止反应
电泳检测酶切结果
六、影响限制性酶切反应的因素
1. 2. 3. 4. 5. DNA样品纯度及分子结构 DNA甲基化程度 酶切反应温度 缓冲液 操作注意事项
1.DNA样品的纯度和分子结构:
如:Sam I(CCC GGG)和Xma I(C CCGGG)
同尾酶:不同RE识别不同序列,但切割后能 产生相同的粘性末端,可以连接起来; 如:Bcl I和BamH I



同尾酶:
Bcl I
TGATCA ACTAGT
BamH I
GGATCC CCTAGG
T ACTAG
GATCC G
五、限制性核酸内切酶的反应条件


1962年W.Arber提出细菌限制修饰的原理: 菌体中含有2种以上功能不同的酶; 一种(RE)能识别特定核酸序列,切断外来 DNA分子,限制其繁殖,是菌体的防御系统; 一种(修饰酶)也能识别RE所识别的序列, 其作用是通过使特定碱基甲基化而保护核酸, 避免被RE降解,是菌体的自身保护系统
属名 种名 株名
嗜血流感杆菌d株
Haemophilus influenzae d

工具酶的发现和基因工也许有用程的诞生

工具酶的发现和基因工也许有用程的诞生

T4噬菌体展示技术的发现为抗体 药物和疫苗开发提供了强有力的 工具,促进了生物医药领域的发
展。
03
基因工程的诞生
DNA重组技术的出现
限制性内切核酸酶的发现
转化现象的发现
限制性内切核酸酶能够识别并切割 DNA分子中的特异序列,为DNA重组 提供了关键的工具。
细菌能够将外源DNA整合到自己的基 因组中,这一现象的发现为基因工程 的发展奠定了基础。
VS
基因编辑技术目前仍处于研究和开发 阶段,需要进一步的研究和临床试验 来验证其安全性和有效性。同时,基 因编辑技术的伦理和法律问题也需要 得到解决,以确保其合理应用和发展。
基因组学的发展前景
基因组学是研究生物体基因组的学科,包括基因组的测序 、组装和功能研究等。随着测序技术的不断发展,基因组 学的研究范围和应用领域也在不断扩大。
生物技术的需求
随着生物技术的不断发展,人们对于改良生物品种、生产高 附加值产品以及治疗遗传性疾病等方面的需求日益增长。这 些需求促使科学家们开始探索基因重组和转基因技术,以实 现基因的定向改造和表达调控。
02
工具酶的发现
限制性核酸内切酶的发现
限制性核酸内切酶是一类能识别 并切割双链DNA中特异序列的
连接酶的发现
DNA连接酶能够将两个DNA片段连接 起来,为DNA重组提供了重要的技术 支持。
基因克隆技术的出现
重组DNA技术的出现
通过限制性内切核酸酶和DNA连接酶的组合使用,科学家 们实现了重组DNA技术,能够将一个DNA片段插入到另 一个DNA分子中。
基因克隆载体的出现
质粒和噬菌体等可自我复制的DNA分子被用作基因克隆的 载体,能够将外源基因在宿主细胞中进行复制和表达。

工具酶的发现和基因工程的诞生

工具酶的发现和基因工程的诞生

• 要想从完整的DNA中获得某个特定性状的基 因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口? 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? 会产生相同的粘性末端,然后让两者的 黏性末端粘合起来,就可以合成重组的DNA 分子了。
G AA T T C C T T AA G
G AA T T C C T T AA G
G
AA T
同种限制酶 切割 T C G
AA T T C G
C T T AA
基因的针线: DNA连接酶
G AA T T C
C T T AA G
G
C T T AA
形成磷酸二酯 键时要有水的 生成。
连接的部位: DNA双链片段间 的磷酸二酯键, 不是氢键。
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
限制性核酸内切酶
(1)作用部位:磷酸二酯键
(2)特点:专一性,即识别特定核苷酸序列, 切割特定位点。 (3)来源:主要从原核生物中分离 (4)作用结果:形成粘性末端或平末端 注意点: ①限制性核酸内切酶不是一种酶,是一类酶。 ②磷酸二酯键断裂时需要消耗水。 ③不同的限制性核酸内切酶可以切出相同的粘 性末端
DNA聚合酶
化学本质 蛋白质
磷酸二酯键
DNA连接酶
蛋白质
磷酸二酯键
作用部位 模板
(单个脱氧核 苷酸+片段)
(DNA双链片段+
DNA双链片段)
需要(DNA 一条链)
不需要
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。

高中生物第1章第1节工具酶的发现和基因工程的诞生教案浙科版选修3

高中生物第1章第1节工具酶的发现和基因工程的诞生教案浙科版选修3

第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生狭义的遗传工程指基因工程。

2.广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。

1.基因的——限制性核酸内切酶(1)作用:对DNA 分子上不同的特定的核苷酸序列进行识别和切割。

(2)作用特点:专一性。

(3)作用结果:产生粘性末端,使DNA 的重组成为可能。

1.左图中打开G 与C 化学键的酶c 的名称是什么?工具a 使哪种化学键断裂?【提示】解旋酶;磷酸二酯键。

2.基因的——DNA连接酶(1)发现:1967年。

(2)作用:将具有末端碱基互补配对的两个DNA分子片断连接在一起。

(3)过程如图所示:3.基因工程的载体(如图)大肠杆菌质粒的分子结构示意图(1)种类①质粒:是一种小型的环状DNA分子。

②λ噬菌体。

③动植物病毒等。

(2)特点①能自我复制。

②具有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点。

③具有标记基因。

④对受体细胞无害。

(3)作用结果携带外源基因进入受体细胞。

2.尝试写出图示中的酶a及X的名称?【提示】酶a是DNA连接酶,X是能合成胰岛素的细菌细胞。

1.一种限制性核酸内切酶可识别多种特定的核苷酸序列。

(×)【提示】一种限制性核酸内切酶只识别一种核苷酸序列。

2.基因工程的载体与物质跨膜转运所需要的载体化学本质相同。

(×)【提示】前者的化学本质是DNA,后者的化学本质是蛋白质。

3.不同限制性核酸内切酶切割DNA后形成的粘性末端可能相同。

(√)4.DNA连接酶可将任意两个DNA片断连接在一起。

(×)【提示】可将两个粘性末端相同的DNA片断连接在一起。

5.质粒上抗性基因的存在有利于目的基因表达的鉴定。

(×)【提示】有利于导入目的基因的受体细胞的筛选。

①限制性核酸内切酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗?②限制性核酸内切酶作用于DNA的何种部位?③限制性核酸内切酶作用的产物叫什么?1.来源多数来自微生物。

第一节工具酶的发现(正式)

第一节工具酶的发现(正式)
制作人:sjx
三、载体
1、作 用: 将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存;
2、具备的条件: 具有多个限制酶切点;
具有某些标记基因。 3、种 类: 质粒、噬菌体和动植物病毒(P4 小资料) 培育转基因细菌一般用大肠杆菌质粒或噬菌体作基 因载体;培育转基因植物用农杆菌质粒(Ti质粒)或 植物病毒作基因载体(P9);培育转基因动物用动 物病毒作基因载体。
制作人:sjx
基因工程的“ ”
“ ”
指“DNA连接酶”
1、连接的部位: 磷酸二酯键 (在“梯子”的扶手处) 2、结 果: 连接两个互补的黏性末端。
制作人:sjx
制作人:sjx
GAATTC CTTAAG
制作人:sjx
[练习]下列是由限制酶切割形成的DNA片段, 能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合 是( ) A
①…CTGCA …G ③ G… ②…G …CTTAA ACGTC… ④ AATTC…
G…
A. ①③;②④ C. ①④;②③
B. ①②;③④ D.以上都不对
制作人:sjx
思考:
(1)用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要 连接几个磷酸二酯键?
2个
(2)用限制酶切一个特定基因要切断几个磷 酸二酯键?
4个
• 基因工程的技术保证:
• 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、 质粒载体的发现和应用
制作人:sjx
第一节
工具酶的发现和基因工程的诞生
制作人:sjx
基因操作的工具
剪切的工具: 基因的剪刀——限制性核酸内切酶
拼接的工具: 基因的针线——DNA连接酶
导入的工具: 基因的运载工具——质粒
制作人:sjx
基因工程的“ ”

《工具酶的发现和基因工程的诞生》 讲义

《工具酶的发现和基因工程的诞生》 讲义

《工具酶的发现和基因工程的诞生》讲义在生命科学的漫长发展历程中,工具酶的发现无疑是一座重要的里程碑,它为基因工程的诞生奠定了坚实的基础。

基因工程,这个改变了人类对生命认知和干预能力的科学领域,正以前所未有的速度影响着我们的生活。

要理解基因工程,首先得从工具酶说起。

工具酶,顾名思义,是在生物技术中起着关键作用的酶类。

它们就像是一把把精准的“分子手术刀”,能够在特定的位置对 DNA 分子进行切割、连接、修饰等操作。

限制性内切酶是最早被发现的重要工具酶之一。

20 世纪 60 年代,科学家们在研究细菌的防御机制时,意外地发现了这种能够识别特定DNA 序列并进行切割的酶。

这一发现就如同打开了一扇通往微观世界的新大门。

限制性内切酶能够在 DNA 分子的特定位置进行切割,产生具有粘性末端或平末端的 DNA 片段。

这些切割产生的片段为后续的基因操作提供了便利。

DNA 连接酶则是另一种不可或缺的工具酶。

它能够将两个具有互补粘性末端或平末端的 DNA 片段连接起来,形成一个完整的 DNA 分子。

有了限制性内切酶和 DNA 连接酶,科学家们就能够对 DNA 进行切割和拼接,实现基因的重组。

除了这两种酶,还有许多其他的工具酶在基因工程中发挥着重要作用。

例如,DNA 聚合酶能够以 DNA 为模板合成新的 DNA 链;反转录酶能够将 RNA 逆转录为 DNA;核酸酶能够降解 DNA 或 RNA 等。

有了这些强大的工具酶,基因工程的诞生也就水到渠成了。

基因工程,简单来说,就是按照人们的意愿,将不同生物的基因进行重新组合,创造出具有新的遗传性状的生物。

基因工程的诞生给人类带来了巨大的影响。

在农业领域,通过基因工程技术,我们可以培育出具有抗病虫害、抗逆性强、产量高的农作物新品种。

比如,抗虫棉的培育就是基因工程在农业上的成功应用之一。

科学家们将一种能够产生杀虫蛋白的基因导入棉花植株中,使棉花获得了抗虫的能力,减少了农药的使用,既保护了环境,又提高了棉花的产量和质量。

基因工程生物知识点

基因工程生物知识点

第一章基因工程基因工程是狭义的遗传工程,遗传工程的核心是构建重组DNA分子。

基因工程也称为“重组DNA技术”。

第一节工具酶的发现和基因工程的诞生基因工程的理论基础:DNA是遗传物质,DNA的双螺旋结构,以及遗传信息的传递方式。

基因工程的技术保障:限制性核酸内切酶,DNA连接酶和质粒载体发现与应用。

一、限制性核酸内切酶:能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。

(平末端和黏性末端)限制性核酸内切酶可作为切割DNA分子的手术刀,它的发现和应用,使DNA重组成为可能。

二、DNA连接酶:将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起,形成的DNA分子称为重组DNA分子。

DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用。

三、质粒:能够自主复制的双链环状DNA分子,它们在细菌中以独立于大型DNA分子之外的方式存在,是一种特殊的遗传物质。

最常用的是大肠杆菌的质粒,其含有抗生素抗性基因。

标志基因工程诞生的试验:通过重组,使大肠杆菌同时具有四环素和卡那霉素的抗性。

四、基因工程的载体载体是运载外源DNA进入宿主细胞的车子,即运载工具。

除质粒外,基因工程载体还有入噬菌体、植物病毒和动物病毒。

入噬菌体:将外源基因载入大肠杆菌等宿主细胞。

植物病毒:将外源基因带入植物细胞。

动物病毒:将外源基因带入动物细胞。

第二节基因工程的原理和技术基因工程的基本原理是让人们感趣的基因(目的基因)在宿主细胞中稳定和高效表达。

基因工程的基本要素:工具酶、目的基因、载体和宿主细胞。

基因工程的基本操作步骤:A目的基因的获得;B重组DNA的形成;C重组DNA导入受体细胞(宿主细胞);D筛选含有目的基因的受体细胞;E目的基因的表达。

一、获得目的基因目的基因序列已知:化学合成方法合成目的基因,PCR扩增目的基因。

目的基因序列未知:构建基因文库。

二、形成重组DNA分子用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体,两者形成相同的黏性末端,然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接在一起,形成重组DNA分子。

《工具酶的发现和基因工程的诞生》 讲义

《工具酶的发现和基因工程的诞生》 讲义

《工具酶的发现和基因工程的诞生》讲义在生命科学的发展历程中,工具酶的发现和基因工程的诞生是具有里程碑意义的重大事件。

这不仅为我们深入理解生命的奥秘提供了强大的手段,也为解决人类面临的诸多问题开辟了新的途径。

要理解基因工程,首先得清楚什么是工具酶。

工具酶就像是生命科学领域的“精密工具”,能够在特定的条件下对生物大分子进行精准的切割、连接、修饰等操作。

其中,最为重要的工具酶包括限制性内切酶、DNA 连接酶和 DNA 聚合酶等。

限制性内切酶的发现是一个关键的突破。

在 20 世纪 60 年代,科学家们在研究细菌的防御机制时,意外地发现了这种神奇的酶。

细菌为了抵御外来 DNA 的入侵,会产生限制性内切酶,它能够识别特定的核苷酸序列,并在这个位点将 DNA 切断。

这一特性使得科学家们能够在体外对 DNA 进行有针对性的切割,从而为基因的分离和重组奠定了基础。

DNA 连接酶则在基因工程中扮演着“缝合师”的角色。

当 DNA 被限制性内切酶切割后,会产生黏性末端或平末端。

DNA 连接酶能够将这些断裂的末端连接起来,形成完整的 DNA 分子。

DNA 聚合酶的作用也不容小觑。

它能够以一条 DNA 链为模板,合成出与之互补的新链,从而实现 DNA 的复制。

在基因工程中,DNA聚合酶常用于 PCR(聚合酶链式反应)技术,能够快速大量地扩增特定的 DNA 片段。

有了这些工具酶,基因工程的诞生就成为了可能。

基因工程,简单来说,就是按照人们的意愿,将不同来源的基因进行重新组合,并导入到受体细胞中,使其表达出所需的性状或产物。

基因工程的诞生并非一蹴而就,而是经过了众多科学家的不懈努力。

在20 世纪70 年代,科学家们成功地实现了将外源基因导入到细菌中,并使其表达。

这一突破标志着基因工程的正式诞生。

基因工程的应用范围非常广泛。

在农业领域,通过基因工程技术,可以培育出抗病虫害、抗逆境、高产优质的农作物新品种。

例如,我们常见的转基因抗虫棉,就是通过将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入到棉花中培育而成的。

选修3第一节工具酶的发现和基因工程的诞生知识讲稿

选修3第一节工具酶的发现和基因工程的诞生知识讲稿

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基因工程技术仍面临一些技术难题,如精 确度、安全性和稳定性等方面需要进一步 提高。
资源环境
机遇
基因工程技术的大规模应用需要考虑资源 消耗和环境影响,需要采取可持续发展的 策略。
基因工程在医疗、农业、工业和生物能源 等领域具有广泛的应用前景,将为人类带 来巨大的经济和社会效益。
基因工程对人类未来的影响
提高人类健康水平
基因工程有助于发现、治疗和预防各种 疾病,提高人类的健康水平和寿命。
促进工业生产
基因工程有助于开发高效、低耗、环 保的生物技术和生物工艺,促进工业
生产的发展。
改善农业生产
基因工程有助于培育抗逆、高产、优 质的农作物,提高农业生产效率和粮 食安全。
增强人类能力
基因工程有助于改善或增强人类的智 力、体力、感官等能力,提高人类的 生活质量和生存能力。
选修3第一节工具酶的发现和基因 工程的诞生知识讲稿
目录
• 引言 • 工具酶的发现 • 基因工程的诞生 • 基因工程的发展历程 • 基因工程的应用和影响 • 未来展望
01 引言
基因工程的定义
01
基因工程是指通过人工操作将外 源基因导入受体细胞,并使其在 受体细胞中稳定遗传和表达的技 术。
02
基因工程是生物技术的核心,为 医学、农业、工业等领域提供了 革命性的工具。
重组DNA技术的出现,为基因工程的发展奠定了基础,使得 科学家能够按照人类的意愿对基因进行操作,实现基因的定 向改造和遗传信息的有效传递。
重组DNA技术的突破性进展
限制性核酸内切酶的发现
载体DNA的发现
限制性核酸内切酶能够识别并切割 DNA分子中的特异序列,为重组DNA 技术提供了重要的工具酶。

第一节工具酶限制性内切酶

第一节工具酶限制性内切酶

NEB公司的缓冲液成分(1X)
• NEBuffer 1(黄色): 10 mM Bis Tris 丙烷-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM DTT(pH 7.0 @ 25℃)。
• • NEBuffer 2(蓝色):
10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 50 mM NaCl, 1 mM DTT(pH 7.9 @ 25℃)。 • • NEBuffer 3(红色): 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 1 mM DTT(pH 7.9 @ 25℃)。 • • NEBuffer 4(绿色): 20 mM Tris-Ac, 10 mM Mg(Ac)2, 50 mM KAc, 1 mM DTT(pH 7.9 @ 25℃)。 •
• 这类酶很少能达到完全切割。
某些识别和切割独特的酶
BsmBⅠ
Ⅳ 型限制性内切酶
• 识别经典甲基化的和修饰的 DNA。以 E. coli 的 McrBC 和 Mrr 系统为代表。
• 限制性内切酶切割后产生一个 3' -羟基和一 个 5' -磷酸基。只有当镁离子存在时,它们 才有切割活性,相应的修饰酶则需要 S- 腺 苷甲硫氨酸的存在。这些酶一般都比较小, 亚基约 200-350 个氨基酸。
Ⅰ型限制性内切酶
• 是一类兼有限制性内切酶和修饰酶活性的多亚基蛋 白复合体。它们可在远离识别位点处任意切割 DNA 链。
• 以前认为Ⅰ型限制性内切酶很稀有,但基因组测序 分析发现这类酶其实很常见。尽管Ⅰ型酶在生化研 究中很有意义,但其不
• 能产生确定的限制片段和明确的凝胶电泳条带,因 而不具备实用性。
双酶切体系的建立
• 选择最大程度上保证两种酶活性的缓冲液用于双酶切。为 避免星号活性,建议选用 NEB 高保真内切酶。

工具酶的发现和基因工程的诞生 课件

工具酶的发现和基因工程的诞生 课件
G AATT C C T TAAG
G C T TAA
AATTC G
限制酶在切断DNA时,可在切口处带有几个伸出的核苷酸, 他们之间碱基正好互补配对,因此称这些片断为粘性末端。
思考:
1.获得目的基因需切几个切口,产生几 个粘性末端?
2.不同的限制性核酸内切酶识别的序列 和切割的位点有什么特点?
任务二:完成活动一,思考学案上的问题 活动一:模拟目的基的序列 和切割的位点有什么特点?
专一性
2.获得目的基因需切几个切口,产生几 个粘性末端?
2个切口,4个粘性末端
任务三:看书本P3-P4,思考下列问题,并完成导学案 (二)、基因的运载工具—— 基因载体
•作用:作为运载工具,将外源 基因送入受体细胞。
•种类:质粒(最常用)、噬菌 体和某些动植物病毒
任务四:完成活动二,思考学案上的问题 活动二:模拟目的基因与质粒结合形成重组DNA
材料: 之前获得的发光基因,胶带(模拟DNA
连接酶),3种环状DNA(质粒),笔袋 (模拟受体细胞)
活动: 模拟发光基因与质粒结合形成重组DNA
思考:
1.用同种限制性核酸内切酶去切割目的 基因与质粒,露出的末端有什么特点?

17、儿童是中心,教育的措施便围绕他们而组织起来。下午4时54分40秒下午4时54分16:54:4021.8.26

You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己,这是成功的秘诀。

EcoRI 识别GAATTC序列,并在G和A之间切开

10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:54:4016:54:4016:548/26/2021 4:54:40 PM
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制作人:sjx
DNA连接酶与DNA聚合酶是同一种酶吗? 为什么? 不是。
相同点:形成磷酸二酯键
不同点:1)DNA聚合酶只能将单个核苷酸加 到已有的核酸片段上,形成磷酸二酯键; 而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键 2) DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板; 而DNA连接酶不需要模板。
制作人:sjx
例.已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个 酶切位点,如图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3 个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四 种不同长度的DNA片段。现在多个上述线性DNA分子, 若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断, 则从理论上讲,经该酶切后,这些线性DNA分子最多 能产生长度不同的DNA片段种类数是 A.3 B.4 C.9 D.12
制作人:sjx
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境
操作对象 操作水平 基本过程 生物体外 基因
DNA分子水平
剪切 、拼接 → 导入 → 表达
结果
实质
人类需要的基因产物
基因重组
制作人:sjx
• 基因工程的理论基础:
• DNA是生物遗传物质的发现; • DNA双螺旋结构的确立; • 遗传信息传递方式的认定。
制作人:sjx
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( ) A. 同种限制酶 B. 两种限制酶 C. 同种连接酶 D. 两种连接酶
制作人:sjx
练习
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)
D、它是环状DNA
制作人:sjx
“ ”Βιβλιοθήκη 指“限制性核酸内切酶 ”能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶
1、来源:微生物 2、种类: 4000种。 3、作用: 具特异性,识别双链DNA 分子的某种特
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。
黏性末端 平末端
制作人:sjx
4、结果: 形成两种末端
制作人:sjx
TGCA ACGT
T ACG
GCA T
成不 的同 粘的 性限 末制 端酶 不所 同形
制作人:sjx
制作人:sjx
• 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?可产生几个粘性末端? 要切两个切口,产生四个粘性末端。
• 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?
高 三 生 物
第一章
基因工程
第一节 工具酶的发现和 基因工程的诞生
制作人:sjx
青霉菌能产生对人类有用 的抗生素——青霉素
豆科植物的根瘤能够固 定空气中的氮
[思考]生物体的不同性状形成的根本 原因是什么?
制作人:sjx
2、人们能否通过改造生物体的基因,定向地改变 生物的遗传特性呢?
设想
能分泌人胰岛素的大肠杆菌
大肠杆菌(E.coli)的一种限制性核酸内切 酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切 开。
限制性核酸 内切酶
限制性核酸 内切酶
制作人:sjx
GAATTC
CTTAAG
粘性末端
G CTTAA
粘性末端
AATTC G
切开的是什么键?
制作人:sjx
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。
制作人:sjx
基因工程的“ ”
“ ”
指“DNA连接酶”
1、连接的部位: 磷酸二酯键 (在“梯子”的扶手处) 2、结 果: 连接两个互补的黏性末端。
制作人:sjx
制作人:sjx
GAATTC CTTAAG
制作人:sjx
[练习]下列是由限制酶切割形成的DNA片段, 能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合 是( ) A
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 (C ) 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
制作人:sjx
制作人:sjx
质粒: 存在于 许多细菌以 及酵母菌等 生物中,是 细胞染色体 外能自主复 制的很小的 双链环状 DNA分子。
制作人:sjx
• 大肠杆菌的质粒:
最常用的质粒是 大肠杆菌的质粒,其
中常含有抗药基因,如 四环素的标记基因。质 粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用, 但复制只能在宿主细胞 内成。
制作人:sjx
基因工程-狭义的遗传工程
广义的“遗传工程”包括细胞水平上的遗传操 作(细胞工程)和分子水平上的遗传操作(基因工程)。 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是指按照人们的意愿,在生物体外,通过对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,然后导入到受体细胞里,定向地 改造生物的遗传性状,产生出人类需要的基因产物。
制作人:sjx
[质粒特点] 1、细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子; 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中; 3、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒; 4、质粒的存在对宿主细胞无影响。 5、质粒上具有抗性基因。
制作人:sjx
思 考:
(1)质粒上会存在某些标记基因,标记基因 有什么用途?
(2)要想将某个特定基因与质粒相连,需要 用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理?
会产生相同的粘性末端,然后让两者的黏性末 端粘合起来,就似乎可以合成重组的DNA分子了。
制作人:sjx
DNA
T
GCA
T
A
CGT A
ACG
TGC A TGC
GCA T
目的基因
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例1.已知某种限制性内切酶的识别序列是 AAGCTT,它能够在A和A之间切断DNA分子,请写 出DNA分子被该酶切割后形成的黏性末端。
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2007广东7.现有一长度为1000碱基对(by)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 1000 by,用Kpn1单独酶切得到400by和600by两种长度 的DNA分子,用EcoRI,Kpnl同时酶切后得到200 by和 600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正 确的是 D
• 基因工程的技术保证:
• 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、 质粒载体的发现和应用
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第一节
工具酶的发现和基因工程的诞生
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基因操作的工具
剪切的工具: 基因的剪刀——限制性核酸内切酶
拼接的工具: 基因的针线——DNA连接酶
导入的工具: 基因的运载工具——质粒
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基因工程的“ ”
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三、载体
1、作 用: 将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存;
2、具备的条件: 具有多个限制酶切点;
具有某些标记基因。 3、种 类: 质粒、噬菌体和动植物病毒(P4 小资料) 培育转基因细菌一般用大肠杆菌质粒或噬菌体作基 因载体;培育转基因植物用农杆菌质粒(Ti质粒)或 植物病毒作基因载体(P9);培育转基因动物用动 物病毒作基因载体。
C
线性DNA分子的酶切示意图
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例3、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1个酶Ⅱ的切点。 ①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
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。 ③在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割 后形成的黏性末端能否连接起来?为什么?
①…CTGCA …G ③ G… ②…G …CTTAA ACGTC… ④ AATTC…
G…
A. ①③;②④ C. ①④;②③
B. ①②;③④ D.以上都不对
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思考:
(1)用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要 连接几个磷酸二酯键?
2个
(2)用限制酶切一个特定基因要切断几个磷 酸二酯键?
4个
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