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1、同課異構(gòu)教學(xué)展示活動(dòng)同課異構(gòu)教學(xué)展示活動(dòng)五年二班五年二班20132013年年1111月月1919日日基因工程的產(chǎn)物基因工程的產(chǎn)物基因工程又叫做基因工程又叫做基因拼接技基因拼接技術(shù)術(shù)或或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生就是按照人們的意愿，把一種生物的某種物的某種基因基因提取出來(lái)，加以提取出來(lái)，加以修修飾改造飾改造，然后放到另一種生物的，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，細(xì)胞里，定向地定向地改造生物的遺傳改造生物的遺傳性狀。性狀?；蚬こ痰母拍罨蚬こ痰母拍罨蚬こ痰膭e名基因工程的別名操作環(huán)境操作環(huán)境操作對(duì)象操作對(duì)象操作水平操作水平基本過(guò)程基本過(guò)程實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)結(jié)果結(jié)

2、果基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)生物體外生物體外基因基因DNADNA分子水平分子水平剪切剪切 拼接拼接 導(dǎo)入導(dǎo)入 表達(dá)表達(dá)基因重組基因重組基因工程的概念基因工程的概念回顧：回顧：定向改造生物性狀，獲得人類(lèi)需要的基因定向改造生物性狀，獲得人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物產(chǎn)物普通棉花普通棉花普通棉花普通棉花抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)棉基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)基因無(wú)抗蟲(chóng)基因)蘇云金芽孢桿菌蘇云金芽孢桿菌提取提取提取提取抗蟲(chóng)基因抗蟲(chóng)基因與棉花與棉花與棉花與棉花DNADNA拼接拼接拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入導(dǎo)入導(dǎo)入棉花細(xì)胞棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因含抗

3、蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)基因棉花植株轉(zhuǎn)基因棉花植株上述培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟是什么？上述培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟是什么？解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”準(zhǔn)確切割準(zhǔn)確切割DNADNA關(guān)鍵步驟一：關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與棉花抗蟲(chóng)基因與棉花DNA“縫合縫合”關(guān)鍵步驟三：關(guān)鍵步驟三：把抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞把抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞“分子縫合針?lè)肿涌p合針”將將DNADNA片段再連接起來(lái)片段再連接起來(lái)“分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”將體外重組好的將體外重組好的DNADNA導(dǎo)

4、入導(dǎo)入受體細(xì)胞受體細(xì)胞“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶關(guān)鍵步驟一：關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與棉花抗蟲(chóng)基因與棉花DNA“縫合縫合”關(guān)鍵步驟三：關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞“分子縫合針?lè)肿涌p合針”DNADNA連接酶連接酶“分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”運(yùn)載體運(yùn)載體1.1DNA重組技重組技術(shù)的基本工具術(shù)的基本工具 1.1、DNADNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”-”-“分子縫合針?lè)肿涌p合針”-”-“分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”-”-限制性核

5、酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNADNA連接酶連接酶運(yùn)運(yùn)載體載體 1、簡(jiǎn)稱(chēng)：、簡(jiǎn)稱(chēng)：2、來(lái)源：、來(lái)源：一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”主要從原核生物中主要從原核生物中分離純化出來(lái)的。分離純化出來(lái)的。限制酶限制酶你能推測(cè)限制酶存在于原核生物中的作用是你能推測(cè)限制酶存在于原核生物中的作用是是什么嗎？是什么嗎？脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu) G1234512345 A3,5-磷磷酸二酯酸二酯鍵鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵3、作用：、作用：一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”切割切割DNA，使磷酸二酯鍵斷開(kāi)，使磷酸二酯鍵斷開(kāi)磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵4、識(shí)

6、別特點(diǎn)：、識(shí)別特點(diǎn)：一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”識(shí)別特定的核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)，識(shí)別特定的核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)，具有專(zhuān)一性具有專(zhuān)一性4、作用結(jié)果：、作用結(jié)果：一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”產(chǎn)生黏性未端和平末端產(chǎn)生黏性未端和平末端3、特點(diǎn)、特點(diǎn):4、作用：、作用：5、結(jié)果：、結(jié)果：1、簡(jiǎn)稱(chēng)：、簡(jiǎn)稱(chēng)：2、來(lái)源：、來(lái)源：工具工具1：限制性核酸內(nèi)切酶：限制性核酸內(nèi)切酶主要在主要在原核生物原核生物中中限制酶限制酶識(shí)別特定核苷酸序列識(shí)別特定核苷酸序列,切割特定切點(diǎn)切割特定切點(diǎn)（專(zhuān)一性）（專(zhuān)一性）切割切割DNA產(chǎn)生黏性未端或平末端

7、產(chǎn)生黏性未端或平末端要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性(平平)末端？末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性(平平)末端。末端。如果把兩種來(lái)源不同的如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生相同的黏性相同的黏性(平平)末端末端，然后讓兩，然后讓兩者的黏性者的黏性(平平)末端末端黏合黏合起來(lái)，就似乎可以合起來(lái)，就似乎可以合成重組的成重組的DNA分子了。分子了。思考思考?基因的針線：基因的針線：DNADNA連接酶連接酶G A

8、 A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G同種限制酶同種限制酶切割切割1、作用、作用:把把DNA片段片段拼接成新的拼接成新的DNA，2、作用原理：、作用原理：催催化化磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵形形成成,不是氫鍵不是氫鍵二、二、DNADNA連接酶連接酶“分子縫合針?lè)肿涌p合針”3、類(lèi)型：、類(lèi)型：類(lèi)型EcoliEcoliDNADNA連接酶連接酶連接酶連接酶T T4 4DNADNA連接酶連接酶連接酶連接酶來(lái)源來(lái)源來(lái)源來(lái)源功能功能功能

9、功能大腸桿菌大腸桿菌大腸桿菌大腸桿菌T T4 4噬菌體噬菌體噬菌體噬菌體只能連接只能連接只能連接只能連接黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端能連接能連接能連接能連接黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端和和和和 平末端平末端平末端平末端兩兩DNADNA片段要具有片段要具有互補(bǔ)互補(bǔ)的黏性末端的黏性末端才能拼起來(lái)才能拼起來(lái)DNADNA連接酶的縫合作用連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的可把黏性末端之間的縫隙縫隙“縫合縫合”起來(lái)起來(lái)，注意：注意：DNADNA連接酶可連接雙鏈連接酶可連接雙鏈DNADNA中的中的DNADNA單鏈缺口，單鏈缺口，但不能連接單鏈但不能連接單鏈DNADNA！A A T T GA A T

10、T GC CA AA AT TT TA AA AT TDNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶的作用聚合酶的作用返回返回DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同點(diǎn)點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不不同同點(diǎn)點(diǎn)模板模板作用對(duì)象作用對(duì)象 作用結(jié)果作用結(jié)果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)都是蛋白質(zhì)不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重組組DNA分子分子形成形成DNA的一條的一條鏈鏈基因工程基因工程DNA復(fù)制復(fù)制DNA連接酶與連接酶與DNA聚合酶的比較聚合酶的比較只能將只能將單個(gè)核苷單個(gè)核苷酸酸連接到

11、已有的連接到已有的DNADNA片段上，形片段上，形成磷酸二酯鍵成磷酸二酯鍵在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制將怎樣？將怎樣？作為載體沒(méi)有切割位點(diǎn)將怎樣？作為載體沒(méi)有切割位點(diǎn)將怎樣？目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，你如何察目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，你如何察覺(jué)？覺(jué)？可能造成基因丟失可能造成基因丟失可能造成基因丟失可能造成基因丟失不能進(jìn)行不能進(jìn)行不能進(jìn)行不能進(jìn)行DNADNA的重組的重組的重組的重組載體上應(yīng)有標(biāo)記基因載體上應(yīng)有標(biāo)記基因載體上應(yīng)有標(biāo)記基因載體上應(yīng)有標(biāo)記基因 1、載體必須具備的條件：載

12、體必須具備的條件：能夠在受體細(xì)胞中能夠在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有一至多個(gè)具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)限制酶切點(diǎn)，以便與，以便與 外源基因連接外源基因連接具有某些具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，供重組，供重組DNA的檢測(cè)和的檢測(cè)和鑒定。鑒定。三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 “分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”2、常用的載體：、常用的載體：質(zhì)粒，質(zhì)粒，噬菌體的衍生物，噬菌體的衍生物，動(dòng)植物病毒等動(dòng)植物病毒等能能能能復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制并帶著并帶著并帶著并帶著插入的目的基插入的目的基插入的目的基插入的目的基因一起復(fù)制因一起復(fù)制因一起復(fù)制因一起復(fù)制有有有有切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)切割

13、位點(diǎn)有有有有標(biāo)記基因標(biāo)記基因標(biāo)記基因標(biāo)記基因3、質(zhì)粒、質(zhì)粒本質(zhì)：小型本質(zhì)：小型本質(zhì)：小型本質(zhì)：小型環(huán)狀環(huán)狀DNA分子。分子。分布：許多細(xì)菌、分布：許多細(xì)菌、分布：許多細(xì)菌、分布：許多細(xì)菌、酵母菌等生物酵母菌等生物酵母菌等生物酵母菌等生物小結(jié)小結(jié)基因工程基因工程的工具的工具限制酶限制酶主要存在于原核生物中主要存在于原核生物中具有專(zhuān)一性具有專(zhuān)一性(識(shí)別序列識(shí)別序列)切開(kāi)切開(kāi)DNA分子的磷酸二酯鍵分子的磷酸二酯鍵DNA連連接酶接酶連接磷酸二酯鍵連接磷酸二酯鍵種類(lèi)種類(lèi)E.coliDNA連接酶連接酶T4DNADNA連接酶連接酶運(yùn)載運(yùn)載工工具具具備的具備的條件條件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,大小適中大小適中能在受體

14、細(xì)胞中自能在受體細(xì)胞中自我復(fù)制并穩(wěn)定存在我復(fù)制并穩(wěn)定存在具一個(gè)或多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具一個(gè)或多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具標(biāo)記基因具標(biāo)記基因質(zhì)粒、質(zhì)粒、噬菌體衍生物噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒、動(dòng)植物病毒1 1、下列不適合用于基因工程的運(yùn)載體、下列不適合用于基因工程的運(yùn)載體是（是（）A A、質(zhì)粒、質(zhì)粒 B B、噬菌體、噬菌體 C C、細(xì)菌、細(xì)菌 D D、病毒、病毒選選我我C2、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是：（：（）A、限制酶的切口一定是、限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列堿基序列 B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體 C、重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶、重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶、運(yùn)載體連接酶、運(yùn)載體 D、利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因、利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因 進(jìn)行大量復(fù)制的過(guò)程可稱(chēng)為進(jìn)行大量復(fù)制的過(guò)程可稱(chēng)為“克隆克隆”選選我我D審題審題