1、讲课人：涂梦婷第三章 基因工程复习基因通常是指具有遗传效应的DNA片段。基因：能够被转录（DNARNA）或能够调节转录的DNA片段基因是DNA片段，DNA片段不一定是基因复习DNA的结构核酸DNA （脱氧核糖核酸）RNA （核糖核酸）核苷酸(基本单位)磷酸五碳糖（核糖/脱氧核糖）含氮碱基脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸123452脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶AGCT胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤尿嘧啶AGCU复习DNA的结构核酸初步水解彻底水解核苷酸(基本单位)磷酸五碳糖含氮碱基复习DNA的结构3,5磷酸二酯键353,5磷酸二酯键复习DNA的结构35双螺旋结构氢键A=T GC（碱基互补配对原
2、则）（碱基互补配对原则）反向平行5335双螺旋结构反向平行5335复习DNA的结构DNA中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。脱氧核糖和磷酸碱基氢键A=T GC（碱基互补配对原则）（碱基互补配对原则）复习DNA的结构双螺旋结构氢键A=T GC反向平行5335 指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的 和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。转基因转基因新的生物类型新的生物类型分子水平分子水平重组重组DNADNA技术技术基因工程环斑病毒的环斑病毒的非转基因木瓜非转基因木瓜转基因木瓜转基因木瓜导入抗
3、性基因导入抗性基因基因工程 操作对象：原理：基因（分子水平）基因（分子水平）基因重组基因重组 操作环境：生物体外生物体外 (基因的表达在体内基因的表达在体内)指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的 和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。转基因转基因新的生物类型新的生物类型分子水平分子水平重组重组DNADNA技术技术基因工程 操作对象：原理：基因（分子水平）基因（分子水平）基因重组基因重组 操作环境：生物体外生物体外 (基因的表达在体内基因的表达在体内)指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的遗传特性，创
4、造出更符合人们需要的 和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。转基因转基因新的生物类型新的生物类型分子水平分子水平重组重组DNADNA技术技术基因工程都是在生物体外完成的基因工程都是在生物体外完成的基因工程（视频）操作对象：原理：基因（分子水平）基因（分子水平）基因重组基因重组 操作环境：生物体外生物体外 (基因的表达在体内基因的表达在体内)目的：定向地改造生物的遗传特性，获得更地改造生物的遗传特性，获得更符合人们需要的生物类型和生物制品符合人们需要的生物类型和生物制品 指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的
5、 和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。转基因转基因新的生物类型新的生物类型分子水平分子水平重组重组DNADNA技术技术第1节 重组DNA技术的基本工具(第一课时)讲课人：涂梦婷第三章 基因工程培育抗虫棉的简要过程普通棉花（无抗虫特征）苏云金芽孢杆菌（有抗虫特征）提取抗虫基因棉花细胞与载体DNA拼接，导入（含抗虫基因）植物组织培养技术转基因抗虫棉这个过程需要哪些“分子工具”？重组DNA技术的基本工具限制性内切核酸酶限制性内切核酸酶“分子手术刀”这个过程需要哪些“分子工具”？DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针”基因进入受体细胞的基因进入受体细胞
6、的载体载体“分子运输车”分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）来源：种类：主要是从原核生物中分离纯化出来的数千种现在已经从约300种微生物种分离出了约4000种限制酶粘质沙雷式杆菌（Serratia marcescens）Sma 大肠杆菌（Escherichia coli R）EcoR 属名首字母种加词头两个字母菌株型号数字表示分离出来的第几种限制酶分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）特点：特异性5353EcoR中心轴线中心轴线分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）特点：特异性5353EcoR中心轴线中心轴线5353Sam一种限制酶一般只能识别一种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二
7、酯键断开。分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）特点：特异性5353EcoR中心轴线中心轴线5353Sam一种限制酶一般只能识别一种特定特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定特定部位的磷酸二酯键断开。黏性末端(AATT)平末端一般由一般由6 6个核苷酸组成个核苷酸组成（回文序列）（回文序列）分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）BamH ;EcoR ;Hind ;Bgl 。写出下列限制酶切割形成的黏性末端GATCGATCAATTAATTAGCTAGCTGATCGATC判断2：不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端（）判断3：相同的黏性末端也可能是由不同限制酶作用形成的（）判断1：同种限制酶切割产生
8、的黏性末端一定是相同的（）请判断：以下黏性末端是否由同一种限制酶作用产生的。分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）GAATTCCAATTGGTTAAC分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）请结合左图，推测以下答案：限制酶一次可断开_个磷酸二酯键产生_个游离的磷酸基团产生_个黏性末端消耗_分子水2分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）请结合左图，推测以下答案：限制酶一次可断开_个磷酸二酯键产生_个游离的磷酸基团产生_个黏性末端消耗_分子水2222分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）请结合左图，推测以下答案：限制酶一次可断开_个磷酸二酯键产生_个游离的磷酸基团产生_个黏性末端消耗_分子水2222分子手术
9、刀限制性内切核酸酶（限制酶）1、想要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切_个切口，可产生_个黏性末端，有_个磷酸二酯键被断开244GAGCCATACTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCTCGGTATGTCCTAGTCCTAGAGGATCTTAAAGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCTCGGTATGGGTATGGGTATG AATTCCATAC AATTCCATAC 55335533分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）1、想要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切_个切口，可产生_个黏性末端
10、，有_个磷酸二酯键被断开2、如果把两种来源不同DNA用同一种限制酶来切割，会怎么样？244会产生相同的黏性末端分子手术刀限制性内切核酸酶（限制酶）根据你所掌握的知识你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么？原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身安全。推测限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA？含有某种限制酶的细菌的DNA分子不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰 （甲基化）1.基因工程的诞生和发展 别名:。原理:。操作对象:。操作水平:。
11、操作环境:生物 （体内/体外）进行 结果：。优点：基因重组DNA分子水平重组DNA技术基因体外创造出符合人们需要的生物类型和生物产品 定向改造生物性状（目的性强）复习复习限制酶来源特点原核生物特异性只识别特定的核苷酸序列只断开特定部位的磷酸二酯键一般由一般由6 6个核苷酸组成个核苷酸组成（回文序列（回文序列中心对称、反向平行）中心对称、反向平行）能根据切出的片段说出限制酶的识别序列和位点TGACCAGTGCTGCAACGTCG切割末端类型黏性末端和平末端复习限制性核酸内切酶作用后产生的黏性末端、断裂的磷酸二酯键数等问题质粒切割时断开了_个磷酸二酯键质粒切割前后分别有_、_个游离的磷酸基团质粒切
12、割时产生_个黏性末端质粒切割时消耗_分子水Sam 20222断开了_个磷酸二酯键产生了_个游离的磷酸基团产生了_个黏性末端消耗了_分子水4444复习已知某种限制酶在一线性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。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，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.12a、b、c、dab、bc、cd、abc、bcd、C复习已知某限制性内切酶在一环状DNA分子上
13、有3个酶切位点，如下图所示，现有多个上述环状DNA分子，如果每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，从理论上分析，产生不同长度的DNA片段最多有()A.6种 B.7种 C.8种 D.9种Ba、b、cab、bc、ca、链状abcabc1.下列关于限制酶的说法，正确的是()A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键练习B下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是（）A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性B.限制酶只能识别和切割DNA，不
14、能识别RNAC.限制酶在任何部位都能将DNA切开D.限制酶只能从原核生物中提取练习B3.某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是（）练习A.B.C.D.B 下图下图甲甲是一个是一个DNA片段，箭头处代表不同限制酶的切点，片段，箭头处代表不同限制酶的切点，据图回答：据图回答：（1）用）用EcoR 酶切，能得到酶切，能得到 种种DNA片段；片段；（2）用）用Pst 完全完全酶切，能得到酶切，能得到 种种DNA片段；片段；（3）同时用）同时用Sma 和和Pst 完全完全酶切，能得到酶切，能得到 种种DNA片片段；段；（4）只只用用Pst 酶切，
15、酶切，最多最多能得到能得到 种种DNA片段。片段。2355练习A AG GT TC CA AT TT TC CG GA AT TA A分子缝合针DNA连接酶将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。作用：A AG GT TC CA AT TT TC CG GA AT TA AA A分子缝合针DNA连接酶CTGCA GCGTTAA GACGTC AATTC GA.；B.；C.；D.以上都不对 以下哪些末端能够重新组合在一起？连接在一起后，_（能/不能）再被原本的限制酶识别。连接在一起后，_（能/不能）再被原本的限制酶识别。能不能 CTGCAG GACGTC CA
16、ATTC GTTAAG 分子缝合针DNA连接酶CTGCA GCGTTAA GACGTC AATTC GA.；B.；C.；D.以上都不对 以下哪些末端能够重新组合在一起？u 由不同限制酶切割所得的两个相同的黏性末端不能再被之前所用的限制酶识别分子缝合针DNA连接酶 种类：平末端黏性末端类型类型来源来源功能功能只缝合只缝合_缝合缝合_和和_结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_大肠杆菌T4噬菌体黏性末端黏性末端平末端(效率较低)磷酸二酯键E.coli DNA连接酶T4DNA连接酶DNA连接酶vsDNA聚合酶A AG GT TC CA AT TA ADNA聚合
17、酶DNA连接酶vsDNA聚合酶DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶相同点作用实质化学本质不同点模板作用对象作用结果用途都能催化形成磷酸二酯键都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质DNA连接酶vsDNA聚合酶A AG GT TC CA AT TA ADNA聚合酶A AG GT TC CA AT TT TC CG GA AT TA ADNA连接酶DNA连接酶vsDNA聚合酶DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶相同点作用实质化学本质不同点模板作用对象作用结果用途都能催化形成磷酸二酯键都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质不需要不需要需要需要DNADNA的一条链作模板的
18、一条链作模板形成完整的重组形成完整的重组DNADNA分子分子形成形成DNADNA的的一条链一条链基因工程基因工程DNADNA复制复制只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连接连接到已有的到已有的DNADNA片段上，片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键在在两个两个DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键几种相关酶的比较名称名称作用部位作用部位作用结果作用结果限制酶限制酶DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对之间的氢键练习1.DNA连接酶是重组DNA技术中常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是（）A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键D.DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端C2、(不定项)以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述不正确的是（）A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的B.片段是在识别序列为 的限制酶作用下形成的C.和两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键ABC练习
