高二理化生]081120高二生物《DNA重组技术的基本工具》.ppt

DNA重组技术的基本工具,据有关资料统计，全世界被调查的2亿人口中每年有近4百万人被狗或者其他动物咬伤，全球每年因狂犬病导致的死亡人数约6万人。狂犬病列法定报告传染病死亡数之首。发病死亡率近100%,烟草,烟草,能产生狂犬病抗体蛋白的转基因,研究人员评估表明糖尿病死亡率现已居全世界疾病死亡率之首。目前中国糖尿病患者人数已居世界第二位，预计二二五年时更将达五千九百三十万人。,研究人员评估表明糖尿病死亡率现已居全世界疾病死亡率之首。目前中国糖尿病患者人数已居世界第二位，预计二二五年时更将达五千九百三十万人。,治疗糖尿病特效药,胰岛素,研究人员评估表明糖尿病死亡率现已居全世界疾病死亡率之首。目前中国糖尿病患者人数已居世界第二位，预计二二五年时更将达五千九百三十万人。,治疗糖尿病特效药,胰岛素,每100kg 猪或牛的胰腺中仅可提取45g。,1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。,1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。,思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？,DNA(基因) mRNA 蛋白质(性状),转录,翻译,1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。,思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？,密码子在生物界是 的！,DNA(基因) mRNA 蛋白质(性状),通用,1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。,思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？,转录,翻译,问题探讨,苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。,问题探讨,普通棉花 抗虫棉,苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。 让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,棉花细胞,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,棉花细胞,想一想需要做哪些关键工作？,苏云金杆菌细胞,毒蛋白基因,棉花细胞,限制性核酸内切酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并在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。,A,T,G,C,A,T,C,G,A,A,磷酸二酯键 即脱氧核糖、磷酸之间的 连接,A,T,G,C,A,T,C,G,A,A,磷酸二酯键 即脱氧核糖、磷酸之间的 连接,A,T,G,C,A,T,C,G,A,A,磷酸二酯键 即脱氧核糖、磷酸之间的 连接,A,T,G,C,A,T,C,G,A,A,EcoR,EcoR,EcoR,黏性末端,黏性末端,Sma,Sma,平末端 平末端,原核生物,4000种,1. 主要来源： 2. 种类： 3. 作用特点： 4. 作用结果：,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,识别特定核苷酸序列，切断磷酸二酯键。具特异性。,原核生物,4000种,1. 主要来源： 2. 种类： 3. 作用特点： 4. 作用结果：,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,识别特定核苷酸序列，切断磷酸二酯键。具特异性。,原核生物,产生黏性末端或平末端,4000种,1. 主要来源： 2. 种类： 3. 作用特点： 4. 作用结果：,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？可产生几个末端？,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？可产生几个末端？,要切两个切口，产生四个末端。,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？可产生几个末端？,要切两个切口，产生四个末端。,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？,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？可产生几个末端？,要切两个切口，产生四个末端。,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？,会产生相同的末端。,G A A T T C,C T T A A G,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,“分子缝合针” : DNA连接酶, 分类： Ecoli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 作用：,二、“分子缝合针” DNA连接酶,Ecoli DNA连接酶 或T4DNA连接酶,Ecoli DNA连接酶 或T4DNA连接酶,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,Ecoli DNA连接酶 或T4DNA连接酶,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,不是一回事。 相同点：形成磷酸二酯键 不同点：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。,棉花的 一段DNA,含毒蛋白基因的细菌DNA片段,模拟制作：,用剪刀在特定部位对棉花DNA进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。,三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件：,三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件：,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件： 有1多个限制酶切点,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件： 有1多个限制酶切点,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？,三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件： 有1多个限制酶切点 对受体细胞无害,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,导入基因能在受体细胞中复制、表达,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,导入基因能在受体细胞中复制、表达,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？,导入基因能在受体细胞中复制、表达 有某些标记基因，便于筛选,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？,常用运载体： 细菌的质粒 噬菌体或某些动植物病毒,质粒的特点,质粒的特点,1.细胞染色体(或拟核DNA分子)外能自主复制的小型环状DNA分子；,质粒的特点,1.细胞染色体(或拟核DNA分子)外能自主复制的小型环状DNA分子； 2.质粒的存在对宿主细胞无影响；,质粒的特点,1.细胞染色体(或拟核DNA分子)外能自主复制的小型环状DNA分子； 2.质粒的存在对宿主细胞无影响； 3.质粒的复制只能在宿主细胞内完成。,1.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,练习,1.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,2. 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DNA,2. 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DNA,D,3.有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ） 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