生物11《DNA重组技术的基本工具》课件(新人教版选修3.ppt

选修3现代生物科技专题,专题1基因工程,DNA重组技术的基本工具基因工程的基本操作程序基因工程应用蛋白质工程的崛起,基因工程的概念,是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要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DNA重组技术；也叫基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的生物类型和生物产品,基因重组,基因工程概念的分析,基础理论和技术的发展催生了基因工程,20世纪中叶,基础理论取得了重大突破DNA是遗传物质的证明DNA双螺旋结构和中心法则的确立遗传密码的破译技术发明使基因工程的实施成为可能基因转移载体的发现工具酶的发现DNA合成和测序技术的发明DNA体外重组的实现重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物问世PCR技术的发明,科学、技术、社会的关系,科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的进展。,专题1基因工程,1.1DNA重组技术的基本工具,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,抗虫害的玉米,转入抗寒基因的番茄,转基因鲑鱼,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接导入,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗虫特性),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：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二：,抗虫基因与运载体DNA连接,关键步骤三：,抗虫基因导入受体(棉花)细胞,基因的剪刀限制性内切酶,基因的针线DNA连接酶,基因的运载工具运载体,识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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分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，故名限制性内切酶。,4000种。,形成两种末端,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,限制酶,什么叫黏性末端？,限制酶,什么叫黏性末端？,什么叫黏性末端？,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。,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。,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,两类,磷酸二酯键,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,基因进入受体细胞的载体“分子运输车”。,三、“分子运输车”载体,1.作用：2.种类：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒等。,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运载体。,将外源基因送入受体细胞。,质粒的特点,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对受体细胞生存没有决定性作用，但复制只能在受体细胞内完成。,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。,质粒是基因工程最常用的载体。,3.作为载体必须具备的条件,1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2.作为载体没有切割位点将怎样？3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？4.如果载体对受体细胞有害将怎样？,作为运载体必须具备的条件,能够在受体细胞中自我复制并稳定地保存。具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛选。必需是安全的，不会对受体细胞有害。,注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。,小结,DNA聚合酶与DNA连接酶,在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,将两个DNA片段连接起来；将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,形成磷酸二酯键,1、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B、EcoRI切割的是GA之间的氢键C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD限制酶只存在于原核生物中,课堂巩固,2、DNA连接酶催化的反应是()ADNA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片段黏性末端之间的缝隙的连接DA、B、C都不正确,3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是()A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选,4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是()能自主复制不能自主复制结构很小是蛋白质是环状RNA是环状DNA能“友好”地“借居”A、B、CD,5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为()A、目的基因上有标记B、质粒具有某些标记基因C、重组质粒能够复制D以上都不正确,6、关于质粒的叙述正确的是()A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子B、质粒是唯一的载体C、重组质粒是目的基因D、质粒可在宿主外单独复制,7、基因工程中可用作载体的是()质粒噬菌体病毒动物细胞核A、B、CD、,8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是()A、不能没有标记基因B、是小型链状的DNA分子C、能够自我复制D可与目的基因重组,9、下列黏