高中生物选修3专题一《基因工程》课件

1.1DNA重组技术的基本工具学习目标1、基因工程的基本概念2、 DNA重组技术的三种基本工具重点： DNA重组技术的三种基本工具难点 ： 载体具备的特点定向基因改造设想 设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌 “吐出 ”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，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。基因工程概念基因工程概念又叫做 DNA重组技术 。是指 按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外 DNA重组和转基因 技术 ，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。特点： 与诱变育种相比，其特点是 _。 在 _水平上进行操作。 是否属于可遗传的变异？定向改造生物性状分子 基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花 (无抗虫特性无抗虫特性 )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因与与 运载体运载体 DNA拼接拼接导入导入 棉花细胞棉花细胞 (含抗虫基因含抗虫基因 )棉花植株棉花植株 (有抗虫特性有抗虫特性 ) 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？ 基因工程培育抗虫棉的关键步骤：基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内 提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二： 抗虫基因抗虫基因 与运载体与运载体 DNA连接连接关键步骤三：关键步骤三： 抗虫基因抗虫基因 导入受体导入受体 (棉花棉花 )细胞细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？关键步骤一的工具：关键步骤一的工具：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：基因的基因的 剪刀剪刀 限制酶限制酶基因的基因的 针线针线 DNA 连接酶连接酶基因的基因的 运载工具运载工具 运载体运载体DNA 重组技术的基本工具“ 分子手术刀 ” 限制酶 “ 分子缝合针 ” DNA连接酶 “ 分子运输车 ” 基因进入受体细胞的载体 识别双链识别双链 DNA 分子的某种分子的某种 特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列 ，并且使每一条链中，并且使每一条链中 特定部位特定部位 的两的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的 磷酸二酯键磷酸二酯键 断开。断开。主要是从主要是从 原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来 的一的一种酶。能将外来的种酶。能将外来的 DNA切断切断 ，由于这种，由于这种切割作用是在切割作用是在 DNA分子内部进行的，故分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。名限制性核酸内切酶。4000种。种。1、来源：、来源： 2、种类：、种类：3、作用：、作用：4、结果：、结果： 形成两种末端形成两种末端一、一、 “分子手术刀分子手术刀 ” 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性末端平末端T磷酸二酯键1234512345A大肠杆菌大肠杆菌 (E.coli)的一种限制酶的一种限制酶 能识别能识别GAATTC序列序列 ，并在，并在 G和和 A之间切开。之间切开。限制酶限制酶什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？限制限制酶酶 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的 DNA两条单链的切口两条单链的切口，带有几个，带有几个 伸出的核苷酸伸出的核苷酸 ，他们之间正好，他们之间正好互补配对互补配对 ，这样的切口叫，这样的切口叫 黏性末端黏性末端 。什么叫平末端？什么叫平末端？当限制酶当限制酶 从识别序列的中心轴线处从识别序列的中心轴线处切开时，切开时， 切开的切开的 DNA两条单链的切口，是两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平整的，这样的切口叫 平末端平末端 。类型Ecoli DNA连接酶T4DNA连接酶来源 功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能 连接黏性末端能连接黏性末端和平末端 (效率较低 )相同点 差别二二 “ 分子缝合针分子缝合针 ” DNA 连接酶连接酶二、二、 “分子缝合针分子缝合针 ” DNA 连接酶连接酶1、种类：2、作用部位：两类 Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA连接酶连接酶 可把黏性末端可把黏性末端 之间的缝隙之间的缝隙 “缝合缝合 ”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的来，这样一个重组的 DNA分子就形成了。分子就形成了。GC T T A A GCTTAADNA连接酶与连接酶与 DNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？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1、通常以质粒作为载体质粒 细菌细胞中一种很小的环状 DNA分子。裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力氨苄青霉素抗性基因质粒拟核大肠杆菌细胞目的基因插入位点复制原点三、三、 “ 分子运输车分子运输车 ” 基因进入受体细胞的载体：基因进入受体细胞的载体：质粒 载体应具备的四个条件(1)能在宿主细胞内 稳定保存 并自我 复制。(2)有一个至 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 ，以便进行筛选小结基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有专一性 (识别序列 )切开 DNA分子的磷酸二酯键DNA连接酶连接磷酸二酯键种类 E.coliDNA连接酶T4 DNA连接酶运载工具具备的条件结构简单 ,大小适中能在宿主细胞中自我复制并稳定存在具一个至多个限制酶切位点具标记基因质粒、 噬菌体衍生物、动植物病毒1.以下说法正确的是以下说法正确的是 （ ）A、 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列酸序列B、 质粒是基因工程中唯一的运载体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个限制酶切点，以便与外源基因连接D、 DNA连接