DNA重组的技术基本工具

抗虫棉普通棉回忆旧知识高二生物备课组1精选课件基因操作的工具苏云金芽孢杆菌〔有抗虫特性〕抗虫基因普通棉花〔无抗虫特性〕棉花细胞〔含抗虫基因〕导入与运载体DNA拼接棉花植株〔有抗虫特性〕关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三：抗虫基因进入棉细胞关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶关键步骤三的工具：基因的运输工具——运载体思考：关键步骤是什么？〔难题〕2精选课件3精选课件基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程原理结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→拼接→导入→表达基因重组基因工程4精选课件专题一基因工程5精选课件资料分析

位于费城托马斯·杰斐逊大学的希拉里和她的同事成功地将人体狂犬病抗体的DNA译码移入烟草作物中。

转基因烟草作物可以产生一种人体蛋白质，而这种物质能抗击致命性的狂犬病病毒。

6精选课件此转基因实验实现了哪种生物的哪些性状在另外哪种生物中表达？性状的表达与我们从前学过的什么过程有关？要实现药物基因在烟草中的表达，要提前做哪些关键工作?7精选课件1.1DNA重组技术的根本工具8精选课件基因操作的工具苏云金芽孢杆菌〔有抗虫特性〕抗虫基因普通棉花〔无抗虫特性〕棉花细胞〔含抗虫基因〕导入与运载体DNA拼接棉花植株〔有抗虫特性〕关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三：抗虫基因进入棉细胞关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶关键步骤三的工具：基因的运输工具——运载体思考：关键步骤是什么？〔难题〕9精选课件DNA重组技术的根本工具工欲善其事,必先利其器.想一想:获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢?

实现这一精确的操作过程的工具是什么呢?

10精选课件DNA重组技术的根本工具准确切割DNA的工具〔“分子手术刀〞〕DNA片段的连接工具〔“分子缝合针〞〕基因转移工具〔“分子运输车〞〕基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：11精选课件思考在自然界中有一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例？现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而灭绝，仍能保持一种稳定状态？怎样才能使外来的DNA失效从而保护自身？12精选课件限制酶在原核生物中的作用

原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，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，以保证自身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而到达保护自身的目的。含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者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。13精选课件识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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。主要是从原核生物中别离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。4000种。1、来源：2、种类：3、特点：4、作用部位：5、结果：形成两种末端一、“分子手术刀〞——限制性核酸内切酶黏性末端平末端14精选课件大肠杆菌的一种限制酶〔EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端。15精选课件16精选课件

T磷酸二酯键1234512345

A17精选课件限制酶切割DNA后形成的末端——黏性末端、平末端是如何形成的？18精选课件19精选课件重播20精选课件什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。21精选课件限制性内切酶限制酶22精选课件限制酶所识别的序列有什么特点

限制酶所识别的序列，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。23精选课件什么叫平末端？

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。24精选课件当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。25精选课件1、以下黏性末端属于同种内切酶切割而成的是〔〕A、①②B、①③C、①④D、②③TCGAGCTTAAAGGTTCCAAGCTTCAG

AATTCG③①②④2、以下哪一种酶是基因工程的工具酶〔〕A、限制性核酸内切酶B、DNA酶C、RNA酶D、运载体选我A选我A记住了26精选课件2和7能连接形成…ACGT…

…TGCA…；4和8能连接形成…GAATTC…

…CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC…

…CGCG…；1和5能连接形成…CTGCAG…

…GACGTC…。教材P7思考与探究127精选课件要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？会产生相同的黏性末端。是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了?实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。思考题：28精选课件二、DNA连接酶——“分子缝合针〞切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？1、种类：2、作用部位：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶

磷酸二酯键

限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用DNA连接酶是否可以不加选择？29精选课件连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中别离得到的，称之为E·coli连接酶。另一种是从T4噬菌体中别离得到，称为T4连接酶。这两种连接酶催化反响根本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。E·coli连接酶只能连接黏性末端；T4连接酶既可“缝合〞黏性末端，又可“缝合〞平末端。30精选课件二、DNA连接酶——“分子缝合针〞

DNA连接酶连接黏性末端之间的磷酸二酯键，形成重组的DNA分子。31精选课件DNA连接酶——“分子缝合针〞DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？32精选课件DNA连接酶DNA聚合酶连接DNA链双链单链连接部位在两DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键33精选课件基因进入受体细胞的载体

要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。34精选课件运载体：常用主要有两类：1〕细菌的质粒(绝大多数是环状DNA分子)2〕噬菌体或某些动植物病毒三、基因进入受体细胞的载体—“分子运输车〞35精选课件基因进入受体细胞的载体假设目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？作为载体没有切割位点将怎样？目的基因是否进入受体细胞，你如何觉察？如果载体对受体细胞有害将怎样？36精选课件基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒，即独立于细菌拟核处染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。〔1〕载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。〔2〕载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。〔3〕载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。〔4〕载体DNA必需是平安的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。〔5〕载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。37精选课件作为载体的必要条件能自我复制有切割位点能与目的基因结合能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；有遗传标记基因对受体细胞无害比较容易得到38精选课件3、基因的运输工具——运载体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的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。39精选课件运载体的作用有哪些？一：将外源基因转移到受体细胞中。二：利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行复制。40精选课件基因的载体——“分子运输车〞载体必须具备的条件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；3、具有某些标记基因，便于进行筛选。〔如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反响的基因等〕4、对受体细胞无害载体的作用：1、将外源基因转移到受体细胞中去。2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。常用的载体有：

质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等41精选课件练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用〔〕同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶42精选课件不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制〔〕B、有多个限制酶切点C、具有标记基因D、它是环状DNAD练习43精选课件基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的根本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是〔〕A、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达C练习44精选课件有关基因工程的表达中，错误的选项是〔〕A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种B、重组DNA的形成在细胞内完成C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、质粒都可作为运载体BD练习45精选课件以下说法正确的选项是〔〕A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键C练习46精选课件下列不适合用于基因工程的运载体是（）

A、质粒B、噬菌体

C、细菌D、病毒选我C以下说法正确的选项是：