DNA连接酶-江苏栟茶高级中学.PPT

欢迎走进生物课堂 基因工程培育抗虫棉的简要过程 　 　 知识网络 江苏省栟茶高级中学 张 伟 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 基因工程的产物 基因工程培育抗虫棉的简要过程 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 获取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 导入 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性) 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？ 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 棉花植株 导入 本节课解决的问题 1、如何从苏云金芽孢杆菌中辨别出所需基因并把它切割下来； 2、如何将切割下来的抗虫基因与棉的DNA“缝合”起来。 讨论一：限制性核酸内切酶——”分子手术刀” 环节一：知识扫描自主学习展示 —GGATCC— —CCTAGG— （1）切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，又称限制酶。 （2）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （3）作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且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。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。 （4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端。 （5）限制性EcoRI的识别序列和切点是－G↓GATCC－，补充完整切割形成黏性末端过程图 —G —CCTAG GATCC— G— EcoRI 自主学习展示 磷酸二酯键 G P A P 难点突破1 黏性末端和平末端 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端。而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。 难点突破2 EcoR Ⅰ 黏性末端　　　　 黏性末端 Sma Ⅰ 平末端　　　平末端 能力生成讨论 EcoRV Mbol Mbol 2.5kb 6kb 5.5kb 讨论二：DNA连接酶——”分子缝合针” 环节一：知识扫描自主学习展示 来源：从大肠杆菌中分离得到 E.coliDNA连接酶 作用：只能“缝合”具有黏性 末端双链DNA片段 （1）种类 来源：从T4噬菌体中分离得到的 T4DNA连接酶 作用：既可以“缝合”双链DNA片 段互补的黏性末端，又可以 “缝合”双链DNA片段的平末端 但连接平末端之间的效率比较低 （2）作用结果：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键拼接成新的DNA分子  2、能力生成 自主学习展示 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， E·coli DNA连接酶　　　　　　　　或T4DNA连接酶 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 难点突破1 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 T4DNA连接酶 解旋酶催化（氢键断裂） （复制和转录） 解旋： 模板 （在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行） 复制: 以母链为模板进行碱基配对 母链（旧链） 子链（新链） 子代DNA: 同时进行(边解旋边复制） 组成 知识回顾 作用结果 磷酸 二酯键 磷酸 二酯键 磷酸 二酯键 磷酸 二酯键 作用部位 DNA分子 DNA分子 DNA分子 作用底物 DNA酶 解旋酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 限制酶 DNA片段和DNA片段 脱氧核苷酸连到脱氧核苷酸链上 氢键 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子 水解成脱氧核苷酸 能力生成讨论 讨论三：基因进入受体细胞的载体——”分子运输车” 环节一：知识扫描自主学习展示 （1）种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒 （2）载体具备的条件 ①能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制 ②有一个或多个限制酶切割位点，以利于外源基因插入。 ③具有特殊的遗传标记基因，以利于重组DNA的鉴定和选择。 （3）在进行基因操作中，真正被用作载体的质粒，都是在 天然质粒的基础上进行过人工改造的，因为自然存在的质粒 并不完全具备运载体的条件。 自主学习展示 能复制并带着插入的目的基因一起复制 有切割位点 有标记基因