1、重组DNA分子的模拟操作 认识质粒含有多种限制酶切割位点的认识质粒含有多种限制酶切割位点的意义意义能产生人胰岛素的大肠杆菌基因基因“嫁接嫁接”能发光的水母能发光的水母不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼温故而知新：1.1.在基因工程中，科学家所用的在基因工程中，科学家所用的“剪刀剪刀”、“针线针线”和和“载体载体”分别是指分别是指()()A.A.大肠杆菌病毒、质粒、大肠杆菌病毒、质粒、DNADNA连接酶连接酶 B.B.噬菌体、质粒、噬菌体、质粒、DNADNA连接酶连接酶 C.DNAC.DNA限制酶、限制酶、RNARNA连接酶、质粒连接酶、质粒 D.DNAD.DNA限制酶、限制酶、DNADN
2、A连接酶、质粒连接酶、质粒D2 2、下图为、下图为DNADNA分子的某一片段，其中分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（次是（）A A、DNADNA连接酶、限制酶、解旋酶连接酶、限制酶、解旋酶B.B.限制酶、解旋酶、限制酶、解旋酶、DNADNA连接酶连接酶C.C.解旋酶、限制酶、解旋酶、限制酶、DNADNA连接酶连接酶D.D.限制酶、限制酶、DNADNA连接酶、解旋酶连接酶、解旋酶C C氢键氢键磷酸二酯键磷酸二酯键断裂的磷酸二酯键断裂的磷酸二酯键 3 3、下列有关基因工程的叙述，正确的是（、下列有关基因工程的叙述，正确的是（）A
3、A、重组、重组DNADNA分子技术所用的工具酶是限制酶分子技术所用的工具酶是限制酶 ,DNA,DNA连接酶和载体连接酶和载体 B.B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列序列 C.C.质粒是基因工程中唯一的运载体质粒是基因工程中唯一的运载体 D D、载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切、载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接割位点，以便与外源基因进行连接D苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作目标要求：目标要求：基本目标基本目标 ：模拟重组：模拟重组DNAD
4、NA分子的操作过程，掌分子的操作过程，掌 握其基本原理。握其基本原理。提升目标：提升目标：通过模拟操作来认识质粒含有多通过模拟操作来认识质粒含有多 种限制酶切割位点的意义种限制酶切割位点的意义。苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作材料用具：材料用具：剪刀用来模拟限制酶；剪刀用来模拟限制酶；彩色胶带用来模拟彩色胶带用来模拟DNADNA连接酶；连接酶；白、绿、橙、粉白、绿、橙、粉4 4种颜色的种颜色的A4A4打印纸若干，其中打印纸若干，其中白色和白色和绿色绿色用来模拟带有用来模拟带有目的基因目的基因的的DNADNA片段，片段，橙色和粉色橙色和
5、粉色纸纸条首尾连接成环状用来模拟条首尾连接成环状用来模拟质粒质粒。苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作剪刀剪刀彩色胶带彩色胶带带有目的基因带有目的基因的的DNA片段片段质粒质粒质粒质粒带有目的基带有目的基因的因的DNA片片段段苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作填一填:术语术语生物实验室模型生物实验室模型含有目的基因的含有目的基因的DNADNA分子分子质粒质粒限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶白色和绿色纸条白色和绿色纸条橙色和粉色纸条橙色和粉色纸条剪刀剪刀+眼睛
6、眼睛彩色胶带彩色胶带苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作合作探究一：合作探究一：质粒含有一种限制酶切割位点时，重组质粒含有一种限制酶切割位点时，重组DNADNA分子的过程。分子的过程。苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作 步骤一步骤一.按照表按照表1 1给出的限制酶种类及其识别切割的序给出的限制酶种类及其识别切割的序列在列在橙色橙色和和白色白色纸条上找出相应的切割位点，并用铅纸条上找出相应的切割位点，并用铅笔将剪切的地方划下来。笔将剪切的地方划下来。表表1 1步骤二步骤二.用剪刀对目
7、的基因和质粒正确用剪刀对目的基因和质粒正确“切割切割”，从而，从而获得目的基因和质粒片段获得目的基因和质粒片段。步骤步骤三：按照三：按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则，对所需的剪切产物，对所需的剪切产物，用彩色胶带（用彩色胶带（注意胶带粘贴的位置注意胶带粘贴的位置）进行连接，形成）进行连接，形成重组重组DNADNA分子分子.(.(注意：连接时不考虑注意：连接时不考虑3 3个或个或3 3个以上的个以上的产物连接产物连接)。限制酶限制酶 ECOR1 ECOR1 识别序列和切割位识别序列和切割位点点 G A A T T C C T T A A G苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版
8、高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作 切割后，形成哪几种拼接产物？切割后，形成哪几种拼接产物？质粒自身环化；重组质粒质粒自身环化；重组质粒;目的基因自身目的基因自身环化环化苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作1.重组质粒重组质粒3.自身环化的质粒自身环化的质粒4.自身环化的目的基因自身环化的目的基因2.反向连接反向连接重组质粒重组质粒想一想：想一想：哪个是我们需要的重哪个是我们需要的重组组DNA分子？分子？苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作问题导思：1 1、.用用剪刀剪切目的基
9、因和用限制酶切有什么区别？2 2、切割目的基因和质粒，你是使用了同种限制性核、切割目的基因和质粒，你是使用了同种限制性核酸内切酶吗？为什么？酸内切酶吗？为什么？剪刀：剪刀：剪切剪切磷酸二酯键磷酸二酯键和和DNADNA双链碱基之间的双链碱基之间的氢键。氢键。限制酶：限制酶：只是剪切特定部位的两个核苷酸之间的只是剪切特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。磷酸二酯键。把两种来源不同的把两种来源不同的DNADNA分子用同一种限制酶切割，分子用同一种限制酶切割，形成相同的黏性末端，便于连接。形成相同的黏性末端，便于连接。苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的
10、模拟操作质粒含有两种限制酶切割位点时，重组质粒含有两种限制酶切割位点时，重组DNA分子的过程。分子的过程。苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作 步骤步骤1 1 :按照表按照表2 2给出的限制酶种类及其识别切割给出的限制酶种类及其识别切割的序列的序列,在在绿色绿色和和粉色粉色纸条上找出相应的切割序列纸条上找出相应的切割序列,并用铅笔将要剪切的地方画出来并用铅笔将要剪切的地方画出来.表表2 2 步骤步骤2 2 用剪刀完成对目的基因和质粒的正确剪切，用剪刀完成对目的基因和质粒的正确剪切，获得目的基因和质粒片段获得目的基因和质粒片段（注意：纸条剪
11、切后，（注意：纸条剪切后，只保留长的片段用于连接，短的片段去掉）只保留长的片段用于连接，短的片段去掉）步骤步骤3 3：按照：按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则对所需的剪切产物对所需的剪切产物用彩色胶带进行连接（注意：连接时不考虑用彩色胶带进行连接（注意：连接时不考虑3 3个或个或3 3个以上的产物连接），形成重组个以上的产物连接），形成重组DNADNA分子。分子。限制酶限制酶 ECOR1ECOR1 BamHI BamHI识别序列和切识别序列和切割割 位点位点 G G A A T T C A A T T CC T T A A GC T T A A GG G A T C CG G A T C C
12、C C T A G GC C T A G G苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作问题导思：1.1.此目的基因片段有此目的基因片段有 个限制酶切割位点，切割后形个限制酶切割位点，切割后形成成 个黏性末端，有个黏性末端，有 种。种。2 2、此目的基因和质粒被这两种限制酶切割，连接后形此目的基因和质粒被这两种限制酶切割，连接后形成几种产物？成几种产物？2 22 24 41 1种，重组质粒种，重组质粒苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作1234A.质粒含有一种限制酶切割质粒含有一种限制酶切割
13、位点时，拼接产物是哪几个？位点时，拼接产物是哪几个？B.质粒含有两种限制酶切割质粒含有两种限制酶切割位点时，拼接产物是哪几个？位点时，拼接产物是哪几个？1,2,3,45比一比：比一比：534苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作归纳总结：比较实验比较实验1 1和实验和实验2 2中所获得的产物，你认中所获得的产物，你认为哪种切割效果好？用两种酶同时切割的为哪种切割效果好？用两种酶同时切割的优点是什么？优点是什么？b.b.保证目的基因定向插入其中保证目的基因定向插入其中a.a.防止目的基因和质粒自身的环化防止目的基因和质粒自身的环化苏教版高中生
14、物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作例题例题：下图一为含有目的基因的DNA（外源DNA），图二为某质粒，表中是几种限制酶识别序列及其切割位点.用图中的外源DNA与质粒构建重组质粒 1）.DNA分子的一条多核苷酸链中，两个相邻脱氧核苷酸之间以分子的一条多核苷酸链中，两个相邻脱氧核苷酸之间以 _ 相连。用相连。用Sma限制酶切割外源限制酶切割外源DNA，切开的是，切开的是_ 和和 _ 之之 间相连的键。间相连的键。（2）、如果使用）、如果使用EcoR酶切割外源酶切割外源DNA和质粒，将目的基因片段与和质粒，将目的基因片段与切割后的质粒混合，加入切割后的质
15、粒混合，加入_酶，获得的环状酶，获得的环状DNA可能有哪几种可能有哪几种情况？情况？_。（3）、如果使用）、如果使用BamH和和Hind 两种限制酶同时处理外源两种限制酶同时处理外源DNA和质和质粒，比用粒，比用EcoR酶切割的优点是酶切割的优点是_。磷酸二酯键磷酸二酯键 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸DNADNA连接连接3 3种种防止切割的目的基因和质粒的黏性末防止切割的目的基因和质粒的黏性末端的自身环化，只获得重组质粒端的自身环化，只获得重组质粒苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作已知某种限制性核酸内
16、切酶在一线性已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有分子上有3个酶个酶切位点，如下图中箭头所指。如果该线性切位点，如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子在分子在3个个酶切位点上都被该酶切段，则会产生酶切位点上都被该酶切段，则会产生a、b、c、d四种不同四种不同长度的长度的DNA片段。现有多个上述线性片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个分子，若在每个DNA分子上至少有分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后。讲，经该酶酶切后。这些线性这些线性DNA分子最多能产生长度不分子最多能产生长度不同的同的DNA片段种类数是（片段种类数是（）A.3 B.4 C.9 D.12练习练习：C苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作能发光的水母能发光的水母不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作悟学 你在操作过程中存在失误吗？请分析你在操作过程中存在失误吗？请分析你失败的原因可能是什么？你失败的原因可能是什么？苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作苏教版高中生物选修三 重组DNA分子的模拟操作
