基因工程技术的基本工具

蓝色妖姬,蓝色妖姬的产生,三色紫罗兰,玫瑰,目的基因,受体细胞,1、概念:基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。,一、基因工程的简介,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,实质,基因重组,结果,甲生物,乙生物,新类型,基因敲除技术,转基因技术,生物,新类型,下列对基因工程的理解，正确的是( ) 可按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程 对基因进行人为删减或增添某些碱基 是体外进行的人为的基因重组 在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA 主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术 在DNA分子水平上进行操作 一旦成功，便可遗传 A B C D,C,以大肠杆菌细胞内获得得ECOR1为例,特点：一种限制性内切酶能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且准确地在每一条中特定部位的两个核苷酸之间切割。,学习探究一,（一）限制性核酸内切酶 分子手术刀,知新,二、DNA重组技术的基工具,（一）限制性核酸内切酶 分子手术刀,磷酸二酯键： 即脱氧核糖、磷酸之间的连接,学习探究二,作用：使DNA分子的磷酸二酯键断开,分子手术刀限制性内切酶（简称限制酶）,限制酶,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。,黏性末端,平末端,（一）限制性核酸内切酶 分子手术刀,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？几个切割点？几个磷酸二酯键？,GGATCGAATTCACAGTGCATTGCGCCCGGGAGTGC CCTAGCTTAAGTGTCACGTAACGCGGGCCCTCACG,要切两个切口，有四个切割点，四个磷酸二酯键。,学习探究三,GGATCG CCTAGCTTAA,AATTCACAGTGCATTGCGCCC GTGTCACGTAACGCGGG,GGGAGTGC CCCTCACG,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，产生的黏性末端会怎样？,学习探究四,重组的DNA分子,DNA连接酶,知新,（二）DNA连接酶 分子缝合针,2、作用部位：磷酸二酯键,要实现目的基因与载体的连接则在对其切割时应选用同一种限制酶,这样露出相同的黏性末端,根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类 4、特点 1）.从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接。 2）.从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，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。,3、分类,（二）DNA连接酶 分子缝合针,知新,(2011年北大附中高二检测)下列关于DNA连接酶的叙述正确的是( ) 催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接 催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成 A B C D,D,知新,（三）基因进入受体细胞的载体 分子运输车,外源基因（蓝色素基因）怎样才能导入手提细胞（玫瑰细胞）呢？,学习探究四,导入过程需要运输工具运载体。,1、载体必须具备的条件： A、具有多个限制酶切点，以便与外源基因插 入其中； B、具有特殊的遗传标记基因，便于进行筛选。 C、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； D、对受体细胞无害 （双链DNA分子、载体DNA分子大小应合适等。）,（三）基因进入受体细胞的载体 分子运输车,知新,常用运载体质粒,电子显微镜下大肠杆菌质粒,（三）基因进入受体细胞的载体 分子运输车,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,标记基因将来可用含青霉素的培养基鉴别。,2、基因工程中通常利用质粒作为载体,质粒是一种裸露的、结构简单独立于细菌染色体之外、具有自我复制能力的双链环状DNA分子。,3、载体种类： 除质粒外，还有入噬菌体的衍生物、动植物病毒等 4、作用： 作为运载工具，将外源基因(蓝色素基因)转移到受体细胞(玫瑰细胞)中去。并在受体细胞(玫瑰细胞)内，对外源基因(蓝色素基因)进行大量复制。,（三）基因进入受体细胞的载体 分子运输车,知新,TCCTAGAATTCTCATGAATTCCATAC. AGGATCTTAAGAG.TACTTAAGGTATG,.ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,目的基因,操作一：,图1,图2,操作二：,GATC.GATC CTAG.CTAG,目的基因,.TATCCATGGATCCGCTTAC. .ATAGGTACCTAGGCGAATG,图3,图4,(2011年雅礼中学高二检测)基因工程中，须使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是(