专题第节DNA重组技术的基本工具.要点.ppt

选修3 现代生物科技专题 1.1 DNA重组技术的基本工具 问题探讨 手术刀 缝合针 运输工具 培育抗虫棉需要哪些基本工具? 来源 种类 作用 作用结果 阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子手术刀”的相关内容，填写下表 自主学习一 主要从原核生物中分离纯化而来 已经分离出大约4000种 1、识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列 2、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。 形成两种末端：黏性末端或平末端 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧核苷酸的结构 G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 3’,5’-磷酸二酯键 3’端 5’端 3’端 5’端 磷酸二酯键 * 仔细观察各限制酶 识别的特定序列有何 特点？ 限制酶的识别序列 限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ，称为回文序列 中轴线 在G与A之间切割 大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC 序列，并在G和A之间切开。 EcoRI限制酶的作用 　 EcoRI限制酶的切割 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 中轴线 SmaI限制酶的作用 在G与C之间切割 平末端　　　平末端 SmaI限制酶的切割 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。 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 原核生物（主要是细菌）易受自然界外源DNA（噬菌体DNA）的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。 所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。 寻根问底 为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，一部分细菌细胞中含有某种限制酶，其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 * 类型 来源 功能 相同点 差别 E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 大肠杆菌 T4噬菌体 催化形成磷酸二酯键 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和 平末端(效率较低) 阅读课本第5页“分子缝合针——DNA连接酶”的相关内容，填写下表 自主学习二 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯键 DNA连接酶的作用 两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来 DNA连接酶的缝合作用 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， 注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！ DNA连接酶与DNA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 DNA连接酶的缝合作用 A A T T G C A A T T A A T T DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶的作用 DNA连接酶 DNA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 都是蛋白质 不需要 需要 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 例：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一个酶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？为什么？ 可以连接。因为由上述两种不同限制酶切割后形成相同的黏性末端（或是可以互补的） 小试身手 可连接：?具有互补的粘性末端的DNA末端； ?同一种限制性内切酶切割得到的DNA末端 载体的作用 载体的必要条件 载体的种类 阅读课本第6页“分子运输车——运载体”的相关内容，填写下表 自主学习三 1）能够在宿主细胞中复制(怎么复制？)并稳定地保存