基因工程的概念和工具ppt课件

基因工程,专题1,1,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。,治疗糖尿病特效药,据WTO调查：2016年全世界约有糖尿病患者4亿人，我国约1.5亿。,胰岛素,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！,通用,2,基因工程的产物,3,基因工程的概念,基因工程是指按照人们的意愿，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。,供体细胞,目的基因,受体细胞,获得新性状,4,基因工程的概念,DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,剪切,拼接,导入,表达,5,1DNA重组技术的基本工具,第1节,6,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?,7,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，思考下列问题,自主学习,1.限制性核酸内切酶主要来源于那种生物？2.限制性核酸内切酶如何起作用？3.限制性核酸内切酶作用之后形成几种末端？,原核生物,8,磷酸二酯键,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,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。,特点：专一性一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键,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,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？可产生几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,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？,会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。,14,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。,15,、“分子针线”DNA连接酶,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。,思考：DNA连接酶连接的是什么部位？,16,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,EcoliDNA连接酶或T4DNA连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,17,T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,T4DNA连接酶,要想使两个不同的DNA分子重组，必须用同一种限制性核酸内切酶切割,18,19,类型,来源,功能,差别,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,大肠杆菌,T4噬菌体,只能连接黏性末端,能连接黏性末端和平末端(效率较低),、“分子针线”DNA连接酶,恢复磷酸二酯键,作用：,19,都能催化形成磷酸二酯键,都是蛋白质,不需要,需要,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,20,三、基因的载体,载体的作用：将外源基因转移到受体细胞中去。,常用的载体有：质粒，噬菌体衍生物，动植物病毒等,？,质粒结构特点是什么?质粒作为载体有那些必要条件？,21,常用的载体：质粒,有复制区，能复制并带着插入的目的基因一起复制,有目的基因插入位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,质粒裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。,22,载体的作用,载体的必要条件,载体的种类,“分子运输车”运载体,1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2）具多个限制酶切点，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。,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。,23,1.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,24,2.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