高中生物教學(xué)里的現(xiàn)代生物技術(shù)及dna復(fù)制

1、www.themegallery.com,1.胞內(nèi)DNA復(fù)制,1.條件 (1)模板 (2)原料—4種dNTPs （dATP ,dGTP,dCTP,dTTP） (3)酶—解旋酶，DNA聚合酶，引物合成酶， DNA連接酶等 (4)能量—高能磷酸鍵水解 （dATP dAMP） (5

2、)引物—RNA,,www.themegallery.com,,,www.themegallery.com,,2.過(guò)程：引發(fā)—復(fù)制原點(diǎn)，延伸—dNTP連接至 3’-OH端，終止—整條鏈復(fù)制結(jié)束3.特點(diǎn)：半保留復(fù)制、半不連續(xù)復(fù)制,www.themegallery.com,,4.真核細(xì)胞DNA的多起點(diǎn)復(fù)制（每個(gè)細(xì)胞周期只起始一次）,www.themegallery.com,,例：下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，

3、有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始的B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C．真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率,www.themegallery.com,,5.原核細(xì)胞的單起點(diǎn)復(fù)制,www.themegallery.com,2.PCR技術(shù),1.條件： 模板 酶—Taq酶 原料—4種dNTPs 能量

4、 引物—兩段與待擴(kuò)增DNA序列互補(bǔ)的單鏈 DNA，人工合成,www.themegallery.com,,2.過(guò)程 高溫變性、低溫退火、室溫延伸,www.themegallery.com,,3.檢測(cè)—瓊脂糖凝膠電泳 電泳：帶電荷的供試品（蛋白質(zhì)、核酸等）在惰性支持介質(zhì)（如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等），在電場(chǎng)的作用下，向其對(duì)應(yīng)的電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動(dòng)，使組分分離

5、成狹窄的區(qū)帶，用適宜的檢測(cè)方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計(jì)算其百分含量的方法。,www.themegallery.com,,實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子在堿性緩沖液中帶負(fù)電荷，在外加電場(chǎng)作用下向正極泳動(dòng)。DNA分子在瓊脂糖凝膠中泳動(dòng)時(shí)，有電荷效應(yīng)和分子篩效應(yīng)。不同DNA的分子量大小及構(gòu)型不同，電泳時(shí)的泳動(dòng)率就不同，從而分出不同的區(qū)帶。,www.themegallery.com,,,www.themegallery.com,,制膠,www.theme

6、gallery.com,,電泳、成像,,,www.themegallery.com,,結(jié)果,www.themegallery.com,,例：下圖甲中4號(hào)為X病患者，對(duì)1、2、3、4進(jìn)行關(guān)于X病的基因檢測(cè)，將各自含有X病基因或正?；虻南嚓P(guān)DNA片段（數(shù)字代表長(zhǎng)度）用層析法分離，結(jié)果如下圖乙。下列有關(guān)分析判斷正確的是,www.themegallery.com,3.基因探針,基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測(cè)標(biāo)記，且序列已知的，與目的基因

7、或DNA互補(bǔ)的核酸序列(DNA或RNA)。通過(guò)分子雜交與目的基因結(jié)合，能從浩翰的基因組中把目的基因顯示出來(lái) 。,www.themegallery.com,分子雜交技術(shù)的分類(lèi),根據(jù)其檢測(cè)對(duì)象不同，可分為,www.themegallery.com,基本操作程序,,,,www.themegallery.com,Southern雜交,檢測(cè)樣品DNA的處理,,電泳分離及變性處理,,轉(zhuǎn)移并固定到濾膜上,,探針的制備及雜交,,檢測(cè)與分析,www.th

8、emegallery.com,樣品DNA的處理,提取檢測(cè)樣品的基因組DNA用限制性內(nèi)切酶對(duì)其進(jìn)行酶切，至大小不同的DNA片段,,,www.themegallery.com,電泳分離及變性處理,瓊脂糖凝膠電泳分離DNA片段,變性處理通常DNA變性的方法：熱變性、酸堿變性、化學(xué)試劑變性在0.4M NaOH堿性條件下變性,,,凝膠,,0.4M NaOH,,www.themegallery.com,轉(zhuǎn)移并固定到濾膜上,通過(guò)毛細(xì)管虹吸法，將

9、凝膠上的DNA轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜或尼龍膜上。最后通過(guò)紫外線照射將DNA固定在濾膜上。,www.themegallery.com,探針的制備,一、探針的合成PCR、化學(xué)合成等方法二、探針的標(biāo)記同位素：3H、35S、32P等非同位素：地高辛、生物素、熒光素等,www.themegallery.com,雜交,雜交：在一定的溫度和溶液條件下，將標(biāo)記的探針與濾膜混合，如果濾膜上的DNA分子存在與探針同源的序列，那么探針將與該分子形成雜合

10、雙鏈，從而吸在濾膜上。,洗膜：經(jīng)過(guò)一定的洗滌程序?qū)⒂坞x的探針?lè)肿映ァ?www.themegallery.com,檢測(cè)與分析,1、放射自顯影：適用于放射性同位素標(biāo)記的探針2、比色或化學(xué)發(fā)光檢測(cè)：適于非同位素標(biāo)記的探針通過(guò)放射自顯影或生化檢測(cè)，就可判斷濾膜上是否存在與探針同源的DNA分子及其分子量。,,www.themegallery.com,,,www.themegallery.com,4.同位素標(biāo)記和熒光標(biāo)記,www.them

11、egallery.com,同位素標(biāo)記法,同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)的同一元素，互稱(chēng)同位素，即質(zhì)量不同而化學(xué)性質(zhì)相同的原子。 同位素示蹤法：用示蹤元素標(biāo)記的化合物， 可以根據(jù)這種化合物的放射性，對(duì)有關(guān)的一系列化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行追蹤。這種科學(xué)研究方法叫做同位素示蹤法，也叫同位素標(biāo)記法。,www.themegallery.com,,用途：可用于研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化

12、、反應(yīng)機(jī)理。 還可用于疾病的診斷和治療，如碘的放射性同位素可以用來(lái)治療甲狀腺腫大。 一次只能使用一種同位素標(biāo)記,www.themegallery.com,,教材中應(yīng)用到同位素示蹤法的地方 《必修1》經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“分泌蛋白的合成和分泌”（ 3H標(biāo)記亮氨酸）。《必修1》課外讀“光合作用早期研究簡(jiǎn)史”（ 14C標(biāo)記CO2）?！侗匦?》經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”（35S和32P分別標(biāo)記噬菌體外殼和DNA）?！侗匦?》“探究DNA的

13、復(fù)制過(guò)程”（15N標(biāo)記NH4Cl）?！哆x修3》DNA分子雜交技術(shù)：用放射性同位素32P標(biāo)記的探針進(jìn)行目的基因的檢測(cè)。,www.themegallery.com,熒光標(biāo)記法,熒光標(biāo)記法（Fluorescent Labeling）：利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)志物對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的分析方法。常用的熒光蛋白為綠色和紅色兩種。優(yōu)勢(shì)：可以在同一試驗(yàn)中，分別或同時(shí)使用兩種不同的熒光蛋白分別或同時(shí)研究。,www.themegallery.c