基因工程的基本工具教学内容

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1、2018基因工程的基本工具专题专题1基因工程基因工程 1 1、大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)EcoR)能能识别识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开形成之间切开形成黏黏性性末端。末端。2 2、SmaSma能识别能识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在C C和和G G之间切割形成之间切割形成平平末端末端 。常见的两种限制酶常见的两种限制酶限制酶限制酶黏性末端：黏性末端：被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样

2、的切口叫黏性末端这样的切口叫黏性末端。Sma平末端平末端平末端平末端平末端：平末端：当限制酶切开的当限制酶切开的DNADNA两条单链的切口，两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫是平整的，这样的切口叫平末端平末端。序号序号 限制酶限制酶识别序列识别序列切割位点切割位点切割切割DNADNA片段片段SmaSmaGGGCCCGGGCCCGCGCGGGCCCGGGCCC CCCGGG CCCGGGBamHBamHGGATCCGGATCCGGGGGGATCCGGATCC CCTAGG CCTAGGSau3ASau3AGATCGATCGATCGATCGGATCCGGATCC CCTAGG CCTAGGHi

3、ndHindAAGCTTAAGCTTAAAAAAGCTTAAGCTTTTCGAATTCGAA请画出这几种请画出这几种DNADNA片段被对应的限制酶切割后的结果。片段被对应的限制酶切割后的结果。2 2、不同限制酶的识别序列和切割位点不同，这一点体现出不同限制酶的识别序列和切割位点不同，这一点体现出酶的什么特性酶的什么特性？1 1、不同的限制酶切割不同的限制酶切割DNADNA形成的黏性末端一定不同形成的黏性末端一定不同吗？吗？种类种类来源来源作用作用二、二、“分子缝合针分子缝合针”DNA DNA连接酶连接酶2 2、种类：、种类：两类两类Ecoli DNAEcoli DNA连接酶连接酶T T4 4

4、DNA DNA连接酶连接酶 将将DNADNA片段拼接成片段拼接成DNADNA分子磷酸二酯键分子磷酸二酯键3 3、两种连接酶的作用、两种连接酶的作用T T4 4 DNA DNA连连接酶接酶 1 1、作用及部位、作用及部位：Ecoli DNAEcoli DNA连接酶连接酶连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端和连接黏性末端和平末端（效率低）平末端（效率低）大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体噬菌体两两DNADNA片段要具有片段要具有互补互补的黏性末端的黏性末端才能拼起来才能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来起来，注意：注意：D

5、NADNA连接酶可连接双链连接酶可连接双链DNADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能连接单链但不能连接单链DNADNA！DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？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DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用A A T T GA A T T GC CA AA AT TT TA AA AT TT TDNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶的作用聚合酶的作用DNADNA连接酶与连接酶与DNA

6、DNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质不不同同点点模板模板作用对象作用对象作用特点作用特点 作用结果作用结果用途用途都能催化形成磷酸二酯键都能催化形成磷酸二酯键不需要不需要需要需要形成重组形成重组DNADNA分子分子形成新的形成新的DNADNA分子分子基因工程基因工程DNADNA复制复制DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶的比较聚合酶的比较将单个脱氧核苷酸连接到将单个脱氧核苷酸连接到已有的已有的DNADNA片段上，形成磷片段上，形成磷酸二酯键酸二酯键连接双链连接双链DNADNA片段，形成片段，形成磷酸二酯

7、键磷酸二酯键DNADNA片段片段单个脱氧核苷酸单个脱氧核苷酸基因工程常用的载体：基因工程常用的载体：质粒、质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、动植物病毒基因工程载体的作用？基因工程载体的作用？三、基因进入受体细胞的载体三、基因进入受体细胞的载体-分子运输车分子运输车快速阅读课本第快速阅读课本第6 6页分子的运输车部分回答下列问题页分子的运输车部分回答下列问题作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去；作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去；使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。2 2、能否用对受体有害的病毒作为基因载体？、能

8、否用对受体有害的病毒作为基因载体？3 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？4 4、鉴定携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，是通、鉴定携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，是通过鉴定什么来进行的？过鉴定什么来进行的？5 5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？1 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链双链DNADNA不能，会影响受体的生命活动。不能，会影响受体的生命活动。不能进行不能进行DNADNA的重组，即不能让目的基因插入载体的重组，即不能让目的基因插入载体载

9、体上应有标记基因载体上应有标记基因可能造成基因丢失可能造成基因丢失作为载体的必要条件作为载体的必要条件1.1.能自我复制，能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体能自我复制，能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNADNA上，随染色体上，随染色体DNADNA进行同步复制。进行同步复制。2.2.有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点（便于外源基因的插入）（便于外源基因的插入）3.3.具有标记基因具有标记基因（供重组（供重组DNADNA的鉴定和选择）的鉴定和选择）4.4.对受体细胞无害，避免受体细胞损伤甚至死亡对受体细胞无害，避免受体细胞损伤甚至死亡基基因因工工程程的的基基本

10、本工工具具限制酶限制酶来源：来源：作用：作用：结果结果DNADNA连接酶连接酶作用部位作用部位种类和作用种类和作用载体载体常用载体：常用载体：作为载体的条件：作为载体的条件：小结小结练习练习1 1、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNADNA片段，需使用（片段，需使用（）A.A.同种限制酶同种限制酶 B.B.两种限制酶两种限制酶C.C.同种连接酶同种连接酶 D.D.两种连接酶两种连接酶2 2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是、不属于质粒被选为基因运载体的理由是()()A A、能自我复制、能自我复制 B B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点

11、C C、具有标记基因、具有标记基因 D D、它是环状、它是环状DNADNAAD3 3、下列关于限制酶的说法不正确的是、下列关于限制酶的说法不正确的是A A限制酶主要从原核生物细胞中分离纯化限制酶主要从原核生物细胞中分离纯化B B不同的限制酶一般识别不同的核苷酸序列不同的限制酶一般识别不同的核苷酸序列C C限制酶的作用只是用来提取目的基因限制酶的作用只是用来提取目的基因 D D限制酶能识别特定的核苷酸序列体现了酶的专一性限制酶能识别特定的核苷酸序列体现了酶的专一性 4 4、下列不可作为基因工程中的标记基因的是（、下列不可作为基因工程中的标记基因的是（）A A抗性基因抗性基因 B B发光基因发光基

12、因 C C贮藏蛋白的基因贮藏蛋白的基因 D D产物具有颜色反应的基因产物具有颜色反应的基因 C CC C5 5、科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌、科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是素抗性基因，该抗性基因的主要作用是A A提高受体细胞在自然环境中的耐热性提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B B有利于鉴定目的基因否导入受体细胞有利于鉴定目的基因否导入受体细胞C C增加质粒分子的相对分子质量增加质粒分子的相对分子质量 D D便于与外源基因连接便于与外源基因连接B基因的结构知识点一：知识点一：1.1.原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码

13、区非编码区编码区编码区与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子启动子：启动子：是一段有特殊结构的是一段有特殊结构的DNADNA片段，片段，位于基因首端是位于基因首端是RNARNA聚合酶聚合酶识别和结合的部位并能识别和结合的部位并能驱动基因转录驱动基因转录出出mRNAmRNA。没有启动子，基因就。没有启动子，基因就不能转录。不能转录。终止子：终止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，它能阻碍片断，它能阻碍RNARNA聚合聚合酶的移动，并使其从酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱离下来，模板链上脱离下来，使转录终止使转录终止。不能

14、转录不能转录为信使为信使RNARNA，不能不能 编码编码蛋白质。蛋白质。：能转录能转录相应的信使相应的信使RNARNA，能能 编码编码蛋白质蛋白质 编码区编码区非编码区非编码区原核细胞的原核细胞的 基因结构基因结构有调控序列，最重要的是有调控序列，最重要的是RNARNA聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区内含子内含子 外显子外显子 启动子启动子终止子终止子知识点一：知识点一：2.2.真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构真核细胞的真核细胞的 基因

15、结构基因结构编码区编码区非编码区：非编码区：外显子：能编码蛋白质外显子：能编码蛋白质内含子：不内含子：不能编码能编码蛋白质的序列蛋白质的序列与原核细胞相同与原核细胞相同非编码序列：非编码序列：包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞不同点不同点编码区是编码区是_的的编码区是间隔的、编码区是间隔的、_的的相同点相同点都由能够编码蛋白质的都由能够编码蛋白质的_和具和具有调控作用的有调控作用的_区组成的区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？胞基因结构一样长吗？连续连续不连续不连续编码区编码区非编码非编码结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！27