组DNA分子模拟制演示课件

1、1 选修3 现代生物科技专题 1-11-1 重组重组DNADNA分子模拟制作分子模拟制作 生物科技创造美好未来生物科技创造美好未来 2 阅读课本，归纳思考：阅读课本，归纳思考：作为作为“分子运分子运 输车输车”，需要具备哪些条件？，需要具备哪些条件？ 3 4 5 EcoRI酶切后的载体和目的基因 目的基因目的基因 载体载体 6 模拟实验模拟实验 多个EcoRI酶切后的载体与目的基因混 合之后，加入DNA连接酶，其连接产 物将有几种？(为了方便分析，至多 考虑两个分子相连接) 7 载体与目的基因之间的连接载体与目的基因之间的连接 8 载体与载体之间的连接 9 目的基因与目的基因之间的连接 10

2、载体自身头尾相连接（自身环化）载体自身头尾相连接（自身环化） 11 目的基因自身环化目的基因自身环化 12 同向插入同向插入 13 反向插入反向插入 14 为什么为什么EcoRI酶切后会有这么多种连接产物呢？酶切后会有这么多种连接产物呢？ 15 结论：一种限制酶切割后产生的黏性末端只有一种，结论：一种限制酶切割后产生的黏性末端只有一种， 相同的黏性末端之间可以任意连接。相同的黏性末端之间可以任意连接。 16 载体自身环化和目的基因自身环化载体自身环化和目的基因自身环化 是干扰重组的常见因素是干扰重组的常见因素。如何避免？。如何避免？ 17 18 两种限制酶切割产生的黏性末端不同两种限制酶切割产

3、生的黏性末端不同 载体及目的基因无法自身环化载体及目的基因无法自身环化 19 无法连接无法连接 20 正确连接正确连接 21 载体与载体间，目的基因与目的基因间仍可连接载体与载体间，目的基因与目的基因间仍可连接 22 载体特点中除有多个酶切位点外，还携带标记基因。载体特点中除有多个酶切位点外，还携带标记基因。 23 如何筛选出含目的基因的重组DNA呢？ 载体与载体重组载体与载体重组DNA载体与目的基因重组载体与目的基因重组DNA 24 提示：在基因工程的实际操作中，科学家选择的载体往提示：在基因工程的实际操作中，科学家选择的载体往 往含有两个或更多的标记基因。往含有两个或更多的标记基因。 25

4、 如果在目的基因的插入位置有一个标记基因，当目如果在目的基因的插入位置有一个标记基因，当目 的基因插入后，标记基因将被破坏而无法表达，从的基因插入后，标记基因将被破坏而无法表达，从 而达到筛选目的。而达到筛选目的。 目的基因目的基因 26 pBR322质粒结构质粒结构 如果外源如果外源DNADNA 插入，氨卞插入，氨卞 青霉素抗性青霉素抗性 基因失活基因失活 标记基因标记基因 进行筛选进行筛选 在基因工程中，真正被用作载体的质粒，都是在天然在基因工程中，真正被用作载体的质粒，都是在天然 质粒的基础上进行人工改造的。质粒的基础上进行人工改造的。 28 在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。在宿主细

5、胞中能保存下来并能大量复制。 有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有标记基因，以便进行筛选。具有标记基因，以便进行筛选。 对受体细胞无害、易分离。对受体细胞无害、易分离。 载体载体DNA分子大小应适合，便于提取和操作。分子大小应适合，便于提取和操作。 运载体的作用：运载体的作用： 运载体必须具备的五个条件：运载体必须具备的五个条件： 作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 基因工程的操作工具基因工程的操作工具 29 （1 1）有

6、一或多个限制酶切点有一或多个限制酶切点, ,以便目的基因可以插到载体上以便目的基因可以插到载体上 （2 2）有一个或多个标记有一个或多个标记 基因，便于筛选基因，便于筛选 （3 3）必须）必须能在受体细胞能在受体细胞 中中稳定保存并具备稳定保存并具备复制、复制、 表达表达的能力。（或整合到的能力。（或整合到 染色体染色体DNADNA上，随染色体上，随染色体 DNADNA进行同步复制。）进行同步复制。） （4 4）对受体细胞无害对受体细胞无害 （5 5）大小合适，利于）大小合适，利于 提取和操作提取和操作 载体的特点：载体的特点： 目的基因所在片段目的基因所在片段 运载体运载体 PStPSt D

7、NADNA连接酶连接酶 重组重组DNADNA 运载体自连运载体自连 目的基因目的基因 自连自连 CTTAACTTAA G GAATTCAATTC G G CTTAACTTAA AATTCAATTC G G G G PSt PSt 目的基因与运载体连接目的基因与运载体连接 pBR322质粒结构质粒结构 如果外源如果外源DNADNA 插入，氨卞插入，氨卞 青霉素抗性青霉素抗性 基因失活基因失活 标记基因标记基因 进行筛选进行筛选 限制性内切酶限制性内切酶 识别序列识别序列 外源基因连接外源基因连接 PStPSt PStPSt 自主复制自主复制 32 lDNA连接酶连接酶 lDNA聚合酶聚合酶 l限

8、制酶限制酶 lDNA水解酶水解酶 l解旋酶解旋酶 lRNA聚合酶聚合酶 若干种酶的比较 33 33分别代表什么酶？分别代表什么酶？ A A T T GA A T T G C C A A A A T T T T A AA AT TT T DNA聚聚 合酶合酶 DNA聚聚 合酶合酶 DNA聚聚 合酶合酶 DNA聚聚 合酶合酶 DNA聚聚 合酶合酶 基因工程的操作工具基因工程的操作工具 都能催化形成磷酸二酯键都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质都是蛋白质 不需要不需要需要需要 基因工程基因工程DNA复制复制 将将单个脱氧核苷酸单个脱氧核苷酸 连接到已有的连接到已有的 DNA片段上，形片段上，形 成磷酸

9、二酯键，形成磷酸二酯键，形 成成DNA的一条链的一条链 在在两个两个DNA片段之片段之 间间形成磷酸二酯键，形成磷酸二酯键， 最终形成完整的重组最终形成完整的重组 DNA分子分子 DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较 36 温故知新：核酸的类型温故知新：核酸的类型 概念：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的概念：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传遗传、 变异变异和和蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。中具有极其重要的作用。 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 (DNA) 核糖核酸核糖核酸 (RNA) 基本单位：基本单位： 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸核

10、糖核苷酸 碱基种类：碱基种类：A、G、C、T 基本单位：基本单位： 碱基种类：碱基种类： A、G、C、U 类类 型型 37 指指基因基因中中 排列顺序排列顺序。 是具有是具有 的的DNA 片段，片段， 是决定是决定 的基本单位。的基本单位。 基基 因因 ： 遗传效应遗传效应 生物性状生物性状 片段片段1片段片段2片段片段3片段片段4片段片段5 基因基因A A基因基因B B基因基因C C间区间区间区间区 G A T C T AGACGGGAAATTTCCT C T A G A TCTGCCCTTTAAAGGA DNA 遗传信息：遗传信息：脱氧核苷酸脱氧核苷酸 38 终止子终止子 基因的结构基因的

11、结构 39 染色体染色体 DNA 基因基因 主要由主要由DNA和蛋白质组成和蛋白质组成 染色体为基因的染色体为基因的主要主要载体；载体； 基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列。排列。 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 次要次要载体载体 40 包含关系图：包含关系图： 染色体染色体DNA 基因基因 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系 不同种生物的基因能够实现重组，并成功表不同种生物的基因能够实现重组，并成功表 达的原因有哪些？达的原因有哪些？ 1、大多数生物的遗传物质都是、大多数生物的遗传物质都是DNA，且都是有脱氧核苷酸构成，且都是有脱氧核苷酸构成 的的（化学成分相同）（化学成分相同）。 2、不同生物的不同生物的DNA分子基本结构是相同的分子基本结构是相同的（