iDNA重组的技术基本工具ppt课件.ppt

1 专题1基因工程 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 并通过体外DNA重组和转基因等技术 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 由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 因此又叫做DNA重组技术 2 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 即打破物种界限 定向的改造生物性状 剪切 拼接 导入 表达 基因重组 基因工程的概念 3 第1节 4 问题探讨 手术刀 缝合针 运输工具 培育抗虫棉需要哪些基本工具 5 阅读课本4 5页 限制性核酸内切酶 分子手术刀 的相关内容 填写下表 自主学习 主要从原核生物中分离纯化而来 霉菌中也有 已经分离出大约4000种 1 识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列 2 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 形成两种末端 黏性末端或平末端 专一性 6 脱氧核苷酸的结构 7 G A 3 5 磷酸二酯键 3 端 5 端 3 端 5 端 磷酸二酯键 8 8 仔细观察各限制酶识别的特定序列有何特点 限制酶的识别序列 限制酶所识别的序列的特点是 呈现碱基互补对称 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 称为回文序列 9 中轴线 在G与A之间切割 大肠杆菌的一种限制酶 EcoR 只能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开 EcoRI限制酶的作用 10 黏性末端 黏性末端 EcoRI限制酶的切割 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 11 SmaI只能识别CCCGGG序列 并在C和G之间切开 中轴线 SmaI限制酶的作用 在G与C之间切割 12 平末端平末端 SmaI限制酶的切割 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 13 14 以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段 试分析 GC AATTC GC CTTAACG G CG G 1 其中 和是由一种限制酶切割形成的末端 所用限制酶是 2 和是由另一种限制酶切割形成的末端 所用的限制酶可以是 反馈练习 SmaI限制酶 EcoRI限制酶 15 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 反馈练习 16 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗 原核生物易受自然界外源DNA的入侵 但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 以保证自身的安全 所以 限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA 使之失效 从而达到保护自身的目的 寻根问底 17 寻根问底 为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA 通过长期的进化 细菌中含有某种限制酶的细胞 其DNA分子中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 这样 尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断 并且可以防止外源DNA的入侵 18 18 类型 来源 功能 相同点 差别 E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 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 阅读课本第5页 分子缝合针 DNA连接酶的相关内容 填写下表 自主学习 19 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA 即将脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯键 DNA连接酶的作用 20 两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来 DNA连接酶的缝合作用 可把黏性末端之间的缝隙 缝合 起来 注意 DNA连接酶可连接双链DNA中的两条单链缺口 但不能连接单链DNA 21 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗 T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙 缝合 起来 但效率较低 DNA连接酶的缝合作用 22 DNA聚合酶连接单链DNA把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上 23 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要DNA的一条链作为模板 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上 形成磷酸二酯键 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 24 小试身手 DNA连接酶催化的反应是 A DNA复制时母链与子链之间形成氢键B 黏性末端碱基之间形成氢键C 两个DNA片断黏性末端之间的缝隙的连接D A B C都不正确 D 25 以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段 试分析 GC AATTC GC CTTAACG G CG G 1 其中 和是由一种限制酶切割形成的末端 两者要重组成一个DNA分子 所用DNA连接酶通常是 2 和是由另一种限制酶切割形成的末端 两者要形成重组DNA片段 所用的连接酶通常是 反馈练习 T4DNA连接酶 E coliDNA连接酶和T4DNA连接酶 26 限制酶与DNA解旋酶 DNA水解酶的比较 使特定部位的磷酸二酯键断裂 将DNA二条链之间的氢键断开 将DNA水解成单个脱氧核苷酸 都作用于DNA分子中的化学键 27 使特定部位的磷酸二酯键断裂 在DNA片段之间形成磷酸二酯键 用于提取目的基因和切割载体 用于连接目的基因和运载体 比较 28 载体的作用 载体的必要条件 载体的种类 阅读课本第6页 分子运输车 载体的相关内容 填写下表 自主学习 1 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 2 具一个或多个限制酶切点 以便与外源基因连接 3 具有某些标记基因 便于进行鉴定和选择 4 必须是安全的 对受体细胞无害 5 载体DNA分子应大小适中 以便于提取和操作 1 作为运载工具 将目的基因导入受体细胞中2 在受体细胞内对目的基因进行大量复制 细菌的质粒 病毒 噬菌体衍生物 动植物病毒等 29 有标记基因的存在 可用含青霉素的培养基鉴别 有切割位点 能复制并带着插入的目的基因一起复制 质粒 裸露的 结构简单的 独立于细菌拟核DNA之外 并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子 对宿主细胞没有影响 主要存在于细菌和酵母菌体内 其中最常用的是大肠杆菌质粒 最常用运载体 质粒 实际上在基因工程操作中 真正被用作载体的质粒 都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的 30 31 双选 关于质粒的叙述正确的A 质粒是能够自我复制的环状DNA分子B 质粒是基因工程常用的载体C 重组质粒是目的基因D 质粒可在宿主外单独复制 AB 反馈练习 32 小结升华 33 课本知识回顾 基因工程又叫做或 通俗地说 就是按照人们的意愿 把一种生物的某种提取出来 加以 然后放到另一种生物的细胞里 改造生物的遗传性状 基因拼接技术 DNA重组技术 基因 修饰改造 定向地 34 DNA重组技术的基本工具 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 限制 性核酸内切 酶 DNA连接酶 载体 35 限制性核酸内切酶 主要是从的一种酶 识别双链DNA分子的某种 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开 形成两种末端 原核生物中分离纯化出来 特定的核苷酸序列 磷酸二酯键 粘性末端 平末端 36 分子缝合针 DNA连接酶 1 种类 2 作用部位 两类 连接黏性末端 E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 磷酸二酯键 连接黏性末端和平末端 37 基因进入受体细胞的载体 通常有三种 作为载体的条件 在进行基因工程操作中 真正被用作载体的质粒都是在 质粒 噬菌体衍生物 动植物病毒 天然质粒 人工改造 的 能自我复制 有切割位点 有遗传标记基因 对受体细胞无害 易分离 基础上进行过 38 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 39 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 练习 40 下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是A 其化学本质都是蛋白质B DNA连接酶可以恢复DNA中的氢键C 在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶D 他们不能被反复的利用 巩固提高 A 41 糖尿病是一种常见病 且发病率有逐年增加的趋势 以致发达国家把它列为第3号 杀手 请回答下列问题 1 目前 对糖尿病的治疗 大多采用激素疗法 所用激素为 由细胞分泌 2 目前检测尿糖常用的试剂为 糖尿遇该试剂加热后呈色