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1、假定你是一位知名的育种专假定你是一位知名的育种专家，某动物园为了迎合观众家，某动物园为了迎合观众好奇的心理，想请你为他们好奇的心理，想请你为他们培育出下面几只培育出下面几只“怪物怪物”，请，请问你准备用什么方法？问你准备用什么方法？怪物怪物 101怪物怪物 2单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点01怪物怪物 301怪物怪物 401传统的育种方法能否实现？传统的育种方法能否实现？传统的育种方法能否实现？传统的育种方法能否实现？0101能发光的水母能发光的水母能否让热带鱼能否让热带鱼也能发光也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼能发能发荧光荧光的热的热带斑带斑马鱼马鱼普
2、通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的能产生人胰岛素的大肠杆菌为了棉花姓为了棉花姓“中国中国”19921992年年，一一场场史史无无前前例例的的棉棉铃铃虫虫灾灾害害吞吞噬噬着着中中国国的的棉棉田田，我我国国棉棉花花产业遭遇灭顶之灾；产业遭遇灭顶之灾；国国外外公公司司拒拒绝绝出出售售抗抗虫虫棉棉核核心心技技术术，到到19991999年年外外国国抗抗虫虫棉棉已已占占领领我我国国95%95%的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速流失。的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速流失。19981998年年中中棉棉所所成成功功培培育育出出我我国国第第一一个个国国审审抗抗虫虫杂杂交交棉棉新新品品种种中中
3、棉所棉所2929，使低龄棉铃虫的死亡率超过，使低龄棉铃虫的死亡率超过90%90%；20022002年年成成功功培培育育出出我我国国第第一一个个双双价价转转基基因因抗抗虫虫棉棉新新品品种种中中棉棉所所4141，该品种能够缓解棉铃虫抗药性，该品种能够缓解棉铃虫抗药性，我国成为世界第二个拥有抗虫基因自主知识产权抗虫基因自主知识产权的国家！第三章 基因工程第第1 1节节 重组重组DNADNA技术的基本工具技术的基本工具新人新人教版教版 选择性必修三选择性必修三 生物技术与工生物技术与工程程新课程标准新课程标准核心素养核心素养1.1.简简述述重重组组DNADNA技技术术所所需需的的三三种基本工具及其作用
4、。种基本工具及其作用。2.2.认认同同基基因因工工程程的的诞诞生生和和发发展展离离不开理论研究和技术创新。不开理论研究和技术创新。3 3.基基因因工工程程载载体体需需要要具具备备什什么么条条件件。1.1.科科学学思思维维模模拟拟重重组组DNADNA分分子子的的操操作作过过程程，说说出出合合成成新新DNADNA分分子子的基本原理。的基本原理。2.2.社社会会责责任任关关注注基基因因工工程程的的社社会会议议题题，参参与与讨讨论论基基础础理理论论和和技技术术发发展展如何催生了基因工程。如何催生了基因工程。19441944年艾年艾弗里等人弗里等人证明了证明了DNADNA可以可以在同种生在同种生物的不同
5、物的不同个体之间个体之间转移。转移。19195050年埃特年埃特曼发明了一曼发明了一种测定氨基种测定氨基酸序列的方酸序列的方法。法。19195858年年梅梅塞尔森和塞尔森和斯塔尔用斯塔尔用实验证明实验证明了了DNADNA的半保留的半保留复制。复制。19195353年年沃沃森和克里森和克里克建立了克建立了DNADNA双双螺旋结构螺旋结构模型。模型。19611961年尼年尼伦伯格和伦伯格和马太破译马太破译了第一个了第一个编码氨基编码氨基酸的密码酸的密码子。子。19671967年，年，科学家发科学家发现，在细现，在细菌拟核菌拟核DNADNA之外之外的质粒有的质粒有自我复制自我复制能力，并能力，并可以
6、在细可以在细菌细胞间菌细胞间转移。转移。19701970年科年科学家在细学家在细菌中发现菌中发现了第一个了第一个限制性限制性内内切切核酸酶核酸酶（简称限（简称限制酶）制酶）。2020世纪世纪7070年代初，年代初，多种限制多种限制酶、酶、DNADNA连接酶和连接酶和逆转录酶逆转录酶被相继发被相继发现。现。19721972年，年，伯格成功伯格成功构建了第构建了第一个体外一个体外重组重组DNADNA分子。分子。19731973年，证明年，证明质粒可以作为质粒可以作为基因工程的载基因工程的载体，构建重组体，构建重组DNADNA，导入受，导入受体细胞，使外体细胞，使外源基因在原核源基因在原核细胞中成功
7、表细胞中成功表达，基因工程达，基因工程正式问世。正式问世。19197777年，年，桑格桑格等科学家发明等科学家发明了了DNADNA序列序列分析的方法。分析的方法。此后，此后，DNADNA合成仪的问世合成仪的问世为体外合成为体外合成DNADNA提供了提供了方便方便。19821982年，年，第一个第一个基因工基因工程药物程药物-重组人重组人胰岛素胰岛素被批准被批准上市。上市。19198383年，年，科科学家采用农学家采用农杆菌转化法杆菌转化法培育出世界培育出世界上第一例转上第一例转基因烟草。基因烟草。19198484年，年，我国科学我国科学家朱作言家朱作言领导的团领导的团队培育出队培育出世界上第世
8、界上第一条转基一条转基因鱼因鱼。19198585年，年，穆里斯等穆里斯等人发明了人发明了PCRPCR。19199090年，年，人类基因人类基因组计划启组计划启动。动。20032003年完成年完成2121世纪以来世纪以来，科科学家发明了多种学家发明了多种高通量测序技术，高通量测序技术，加速了人们对基加速了人们对基因组序列的了解因组序列的了解。20132013年，年，华人科华人科学家张锋及其团学家张锋及其团队首次报道利用队首次报道利用最新的基因组编最新的基因组编辑技术辑技术编辑了哺编辑了哺乳动物基因组。乳动物基因组。该技术可以实现该技术可以实现对特定基因的定对特定基因的定点插入、敲除或点插入、敲除
9、或替换替换。科技探索之路科技探索之路基因基因基因基因工程的诞生和发展工程的诞生和发展工程的诞生和发展工程的诞生和发展 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用通过精心设计，用“分子工具分子工具”培育出了转基因培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。DNADNA双螺旋的直径只有双螺旋的直径只有2nm,2nm,对如此微小的分对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要
10、专门的门的“分子工具分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪。那么，科学家究竟用到了哪些些“分子工具分子工具”？这些？这些“分子工具分子工具”各具有什么各具有什么特征呢？特征呢？非转基因番木瓜非转基因番木瓜(左）与转基因番木瓜左）与转基因番木瓜(右）右）工具工具分子手术刀分子手术刀分子缝合针分子缝合针分子运输车分子运输车限制性内切核酸酶：限制性内切核酸酶：DNADNA连接连接酶：酶：载体：载体：准确切割准确切割DNADNA分子分子将将DNADNA片段连接起来片段连接起来将体外重组好的将体外重组好的DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞从社会中来从社会中来基基因因工工程程是指按照人们的愿望，通
11、过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫 重组重组DNADNA技术。技术。基因分子水平基因重组赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍1.原理：2.操作对象：3.操作水平：4.结果：5.意义：重组重组DNDNAA技技术术抗病毒抗病毒基因基因重组重组DNADNA分子分子“切割切割”“拼接拼接”番番木木瓜瓜体体细细胞胞导入导入表达表达准确切割准确切割DNADNA分子分子的的“分子手术刀分子手术刀”将将DNADNA片
12、段再连接起来的片段再连接起来的“分子缝合针分子缝合针”将体外重组好的将体外重组好的DNADNA分子分子导入受体细胞的导入受体细胞的“分子运输车分子运输车”限制性内限制性内切核酸酶切核酸酶DNADNA连接连接酶酶载体载体为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？基因是控制生物性状的独立遗传单位基因是控制生物性状的独立遗传单位 生物界共用一套遗传密码生物界共用一套遗传密码 遗传信息的传递都遵循中心法则遗传信息的传递都遵循中心法则为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？DNADNA的基本组成单位相同的基本组成单位相同都遵循碱基互补配对原则都遵循碱基互补配对原则DNADNA分子的空间结构都是规则的
13、双螺旋结构分子的空间结构都是规则的双螺旋结构目目录录重组重组DNADNA技术的基本工技术的基本工具具1 1限制性内切核酸限制性内切核酸酶（限制酶）酶（限制酶）“分子手术刀分子手术刀”2 2DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”3 3基因进入受体细基因进入受体细胞的载体胞的载体“分子运输车分子运输车”限制性内切核酸酶限制性内切核酸酶(限制限制酶酶)“)“分子手术刀分子手术刀”01一、限制性内切核酸酶（限制酶）一、限制性内切核酸酶（限制酶）“分子手术刀分子手术刀”1.1.限制酶的作用特点有哪些限制酶的作用特点有哪些?2.2.两种限制酶切割两种限制酶切割DNADNA片段后产生的末端有什么不
14、同片段后产生的末端有什么不同?3.3.你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？物中的主要作用是什么吗？任务一任务一【自主学习自主学习】阅读教材阅读教材“限制性内切核酸酶限制性内切核酸酶 “分子手术刀分子手术刀”的内的内容：容：主要是从原核生物中分离纯化来的能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(1)(1)来源：来源：(2)(2)作用：作用：1.1.限制酶的来源及作限制酶的来源及作用用磷酸二酯键（3）种类：大肠杆菌大肠杆菌（Escherichia coli Escherichia
15、coli RR）数千种（限制酶不是一种酶，而是一类酶）EcoR EcoR 限制限制酶酶 粘质沙雷氏杆菌粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesensSerratia marcesens）Sma Sma 限制酶限制酶 （1）识别双链DNA分子的特定核苷酸序列（2）使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。3.3.3.3.作用特点作用特点作用特点作用特点：01“分子手术刀分子手术刀”-限制性内切核酸酶（限制限制性内切核酸酶（限制酶）酶）只能识别GAATTC序列，并在G与A之间切割只能识别CCCGGG序列，并在C与G之间切割55335533EcoR I限制酶Sma I限制酶磷酸二酯键磷酸二酯键5
16、5AAT TGGCCT TAACCGG3 35 53 3黏性末端黏性末端平末端平末端你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？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，以保证自身的安全。旁栏思考题旁栏思考题 EcoEcoRR属名Escherichia首字母种名coli 前两个字母R型菌株从中分离的第一个限制酶例如：例如：流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌(Haemophilus Haemophilus influenzaeinfluenzae
17、)d)d株株中先后分中先后分离到离到3 3种限制酶，则分别命种限制酶，则分别命名为名为:HinHind Id IHinHind IId IIHinHind IIId III限制酶名字的由来限制酶名字的由来资料卡资料卡写出下列限制酶切割形成的黏性末端写出下列限制酶切割形成的黏性末端BamH_ EcoR_BamH_ EcoR_Hind_ Bgl _ Hind_ Bgl _ -G GATCC-G GATCC-CCTAG G-CCTAG G-G AATTC-G AATTC-CTTAA G-CTTAA G-A AGCTT-A AGCTT-TTCGA A-TTCGA A-A GATCT-A GATCT-T
18、CTAG A-TCTAG A-思考：你从中发现什么现象了？思考：你从中发现什么现象了？不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端学以致用学以致用以下黏性末端是由以下黏性末端是由_种限制酶作用产生的种限制酶作用产生的3 3 思考：你从中发现什么现象了？思考：你从中发现什么现象了？相同的黏性末端也可能是由不同限制酶作用形成的相同的黏性末端也可能是由不同限制酶作用形成的学以致用学以致用二、二、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”021.1.DNADNA连接酶的作用连接酶的作用?2.2.DNADNA连接酶的种类？连接酶的种类？3.3.DNADNA连接酶和连
19、接酶和DNADNA聚聚合酶是一回事吗？为什合酶是一回事吗？为什么？么？二、二、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”任务二任务二【自主学习自主学习】阅读教材阅读教材“DNADNA连接酶连接酶分子缝合针分子缝合针”的内容：的内容：DNADNA连接酶连接酶DNADNA连接酶连接酶将双链 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。两两DNADNA片段要片段要具有相同且互补具有相同且互补的黏性末端才能的黏性末端才能拼起来拼起来注意：注意：用用DNADNA连接酶连接两个片段之间的磷酸二酯键连接酶连接两个片段之间的磷酸二酯键不是连接氢键（氢键的形成不需要酶的催化）不是
20、连接氢键（氢键的形成不需要酶的催化）1.DNA1.DNA连接酶的作用连接酶的作用种类来源大肠杆菌T4噬菌体作用差别只连接_缝合_和_E.coli DNA连接酶T4 DNA连接酶黏性末端黏性末端平末端（效率较低）都能将双链DNA片段“缝合“起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。1DNA1DNA连接酶的种类连接酶的种类DNA连接酶DNA聚合酶相同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DNA的一条链作模板形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制在两个DNA片段间形成磷酸二酯键将单个核苷酸连接到已有DNA片段，形成磷酸二酯键DNA连接
21、酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？旁栏思考题比较与比较与DNADNA相关的几种相关的几种酶酶项目DNA连接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键氢键作用对象DNA片段DNA单个的脱氧核苷酸DNA作用结果将两个DNA片段连接成重组DNA分子切割DNA分子形成黏性末端或平末端将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链末端将双链DNA分子局部解旋为单链模板不需要 需要 三、基因进入受体细胞的三、基因进入受体细胞的载体载体“分子运输车分子运输车”03三、基因进入受体细胞的载体三、基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”任务三任务三【自主学习自主学习】阅读教材阅读教材“基因进入
22、受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体分子运输车分子运输车”的内容：的内容：大肠杆菌质粒载体要与外源基因连接，需要具备什么条件载体要与外源基因连接，需要具备什么条件?要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，载体需要具备什么条件载体需要具备什么条件?我们用肉眼看不到载体是否进入受体细胞，为了我们用肉眼看不到载体是否进入受体细胞，为了便于筛选重组便于筛选重组DNADNA分子，载体需要具备什么条分子，载体需要具备什么条件件?质粒质粒将外源基因送入受体细胞将外源基因送入受体细胞,在受体细胞内对目的基因进行大量复制在受体细胞内对目的基因进行大量复制(1)(1)作用作
23、用：动植物病毒动植物病毒噬菌体噬菌体(2)(2)种类：种类：质质粒粒是是一一种种裸裸露露的的、结结构构简简单单、独独立立于于真真核核细细胞胞细细胞胞核核或或原原核核细细胞胞拟拟核核DNADNA之之外外，并并具具有有自自我我复复制制能能力力的的环环状状双双链链DNADNA分分子。子。拟核质粒大肠杆菌氨苄青霉素抗性基因目的基因复制起点1.1.载体的作用及种类载体的作用及种类能使目的基因稳定存在且数量可扩增供外源DNA片段（基因）插入其中便于重组DNA分子的筛选对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤2.2.载体需具备的条件载体需具备的条件拟核质粒大肠杆菌氨苄青霉素抗性基因目的基因复制起点(1)稳
24、定存在并能自我复制或整合到受体DNA上(2)有一个至多个限制酶切割位点(3)具有特殊的标记基因(4)对受体细胞无害、易分离利用标记基因进行筛选示例：利用标记基因进行筛选示例：3.3.最常用的运载体最常用的运载体质粒质粒（1 1）质粒的化学本质：）质粒的化学本质：质粒是一种质粒是一种_的、的、结构简结构简单单的、独立于的、独立于_或或_之外，并具有之外，并具有自自我复制我复制能力的能力的_分子分子裸露裸露真核细胞细胞核真核细胞细胞核原核细胞拟核原核细胞拟核DNADNA环状双链环状双链DNADNA（2 2）基因工程中使用质粒的特点：）基因工程中使用质粒的特点：在基因工程操作中，真正被用在基因工程操
25、作中，真正被用作载体的质粒，都是作载体的质粒，都是天然质粒的基天然质粒的基础上础上进行过进行过_的；的；这些质这些质粒上常有粒上常有特殊的标记基因，便于特殊的标记基因，便于_；人工改造人工改造重组重组DNADNA分子的筛选分子的筛选重组重组DNADNA分子分子思考思考讨论讨论任务四任务四【动手实践动手实践】请利用两张纸，按照请利用两张纸，按照P73P73页，思考讨论页，思考讨论”重组重组DNA”DNA”的要求完成操作，并完成讨论题：的要求完成操作，并完成讨论题：剪刀和透明胶条分别代表哪种剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具分子工具”？你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？你制作的黏性末端的碱基
26、能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？如果不能，可能是什么原因造成的？你插入的你插入的DNADNA片段能称得上一个基因吗？片段能称得上一个基因吗？如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对可能是剪切位点或连接位点选得不对，也可能是其他原因。不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。重组重组DNADNA分子分子思考思考讨论讨论剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？注意：同种限制酶不一定是同一种限制酶注意：同种限制酶不一定是同一种限制酶(比
27、比如同两种）。要保证切割目的片段和载体用如同两种）。要保证切割目的片段和载体用的酶相同，这样才能进行下一步的拼接。的酶相同，这样才能进行下一步的拼接。TATCGTACGATAGGTACTTAA TATCGTACGATAGGTACTTAA ATAGCATGCTATCCATGATAGCATGCTATCCATG AATTCGGCATAC AATTCGGCATAC GCCGTATGGCCGTATGGAGCCATACTTGAGCCATACTTAAAAAATTCTCGGTATGAATTCTCGGTATG4.4.从以上操作可推知，在切割含从以上操作可推知，在切割含“目的片段目的片段”的的DNADNA分子时，
28、需用限制酶切分子时，需用限制酶切 割割_次此次此DNADNA分子，分子，断断断断 个磷酸二酯键个磷酸二酯键个磷酸二酯键个磷酸二酯键,产生产生_个末端个末端,出现出现_个游离个游离 的磷酸基团。的磷酸基团。5.5.切割目的基因和载体时，切割目的基因和载体时，需要需要用用_限制酶限制酶,目的是目的是_6.6.目的片段翻转过来，可以连接吗？目的片段翻转过来，可以连接吗？_7.7.目的片段可以自身环化吗？目的片段可以自身环化吗？_8.8.如何防止目的基因自身环化、防止目的基因反向连接到载体：如何防止目的基因自身环化、防止目的基因反向连接到载体：2 24 44 4同种同种产生相同的黏性末端产生相同的黏性
29、末端可以可以可以可以用不同的限制酶（通常两种）用不同的限制酶（通常两种）切割目的基因切割目的基因的两侧及质粒，使之产生不同的黏性末端。的两侧及质粒，使之产生不同的黏性末端。重组重组DNADNA分子分子4 4思考思考讨论讨论选用下图载体将目的基因导入细菌中并将含有目的基因的细菌筛选出来选用下图载体将目的基因导入细菌中并将含有目的基因的细菌筛选出来1.1.在培养细菌的培养基中添加抗生素在培养细菌的培养基中添加抗生素B B，则应选择的限制酶为，则应选择的限制酶为_2.2.在培养细菌的培养基中添加抗生素在培养细菌的培养基中添加抗生素AA，则应选择的限制酶为，则应选择的限制酶为_或或 注意：酶注意：酶也
30、会切割酶也会切割酶识别的序列，因此不能选择酶识别的序列，因此不能选择酶学以致用学以致用下列操作中选用哪种限制酶切割构建重组下列操作中选用哪种限制酶切割构建重组DNADNA分子最好？分子最好？（注：（注：AmpRAmpR表示氨苄青霉素抗性基因，表示氨苄青霉素抗性基因，neoneo表示新霉素抗性基因）表示新霉素抗性基因）HindHind和和PstPst防止目的基因的自身环化防止目的基因的自身环化；防止目的基因反向连接防止目的基因反向连接到载体到载体拓展练习拓展练习限制酶限制酶DNADNA连接连接酶酶载体载体对受体细胞无害；对受体细胞无害；有一个至多个限制酶切割位点；有一个至多个限制酶切割位点；有特
31、殊的标记基因；有特殊的标记基因；能自我复制或能整合到宿主能自我复制或能整合到宿主DNADNA上。上。质粒、质粒、噬菌体衍生物噬菌体衍生物 、动植物病毒、动植物病毒基基因因工工程程的的基基本本工工具具作为载体作为载体的条件的条件种类种类:磷酸二酯键磷酸二酯键来源：来源：主要来源于原核生物主要来源于原核生物特点：特点：作用部位：作用部位：具有专一性具有专一性结果：结果：形成黏性末端或平末端形成黏性末端或平末端连接部位：磷酸二酯键连接部位：磷酸二酯键 种类种类：E.coliDNA E.coliDNA连接酶、连接酶、T T4 4 DNADNA连接酶连接酶作用作用：把把两条双链两条双链DNADNA片段拼
32、接起来片段拼接起来 课堂小结课堂小结探究实验探究实验:DNA的粗提取和鉴定04利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。一、提取的基本思路一、提取的基本思路二、二、实验原理：实验原理：1.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。2.DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L NaCl溶液。3.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现 蓝色。0DNA溶解度NaCl浓度0.14mol/L 2mol/L DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等注意：注意：
33、1.1.选材：选材：三、材料用具三、材料用具 DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA2.2.试剂：试剂：析出DNA溶解DNA鉴定DNA，要现配现用三、材料用具三、材料用具 DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践试剂作用研磨液体积分数为95%的酒精2mol/L 的NaCl溶液二苯胺试剂蒸馏水1.取材、研磨：称取30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL 研磨液，充分研磨研磨的目的：研磨的目的：破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中研磨洋葱四、方法步骤：四、方法步骤：DN
34、ADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出；2.过滤或离心取上清液：在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4冰箱中放置几分钟后，再取上清液。直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？可能含有核蛋白、多糖等杂质低温放置几分钟的作用：DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践四、方法步骤：四、方法步骤：方法一：方法二：思考思考:3.预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA在上清液中加入体积相等
35、的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践四、方法步骤：四、方法步骤：方法一：用冷却的酒精析出DNA3.预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。搅拌时应轻缓、并沿一个方向：减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子酒精预冷的作用：低温抑制核酸水解酶活性，抑制DNA降解；低温抑制DNA分子运动，使DNA易形成
36、沉淀析出；低温有利于增加DNA的柔韧性，减少断裂。DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践四、方法步骤：四、方法步骤：思考思考方法二：组别试剂处理结果对照组实验组4.NaCl溶液溶解DNA并鉴定实验组实验组对照组对照组水浴加热溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关。DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践四、方法步骤：四、方法步骤：2mol/L的NaCl溶液5mL2mol/L的NaCl溶液5mL4mL的二苯胺试剂4mL的二苯胺试剂丝状物或沉淀物1.如果选用鸡血细胞进行实验，如何快速破碎细胞？2.有时会在DNA滤液中添加嫩肉粉（木瓜蛋白酶），这样有什么好处？
37、3.有时还会反复利用不同浓度的NaCl溶液来溶解、析出DNA，试猜想该操作的目的？将鸡血细胞置于蒸馏水中，待细胞涨破后，收集滤液。利用蛋白酶分解杂质蛋白，不分解DNA，有利于DNA与蛋白质分开。进一步纯化DNA用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质；用低盐溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。DNADNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定探究实践探究实践1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。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
38、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.只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双链DNA片段的平末端C教材课后习题教材课后习题概念检测概念检测2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（）A.大肠杆菌的质粒B.切割DNA分子的酶C.DNA片段的黏性末端D.用来识别特定基因的DNA探针A教材课后习题教材课后习题概念检测概念检测1.想一想，为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？迄今为止，在基因工程操作中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们可以识别DNA上特定的碱基序列并使特定部位的磷酸二酯键断开。微生物
39、在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的DNA降解。细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因为含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶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入侵。教材课后习题教材课后习题拓展应用拓展应用2.有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶切spe进行切割，B片段分别用限制酶Hind,Xba、EcoR和Xho进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如下。(1)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶spe切割A片段产生的DNA片段相连接？为什么？(2)不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端，这在基因工程操作中有什么意义？Xba 因为Xba与Spe切割产生了相同的黏性末端。识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶使构建载体时，切割位点的选择范围扩大。例如，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制酶的识别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用合适的同尾酶(目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列)来获取目的基因。教材课后习题教材课后习题拓展应用拓展应用