DNA重组技术的基本工具用

选修3核心知识关系生态工程原理生态工程实例生态工程生态工程建设基因工程的诞生蛋白质工程基因工程应用基因工程的原理及技术基因工程现代生物科技专题植物的组织培养动物细胞培养体细胞克隆细胞融合与单克隆抗体细胞工程转基因生物的安全性生物技术中的伦理问题生物武器对人类的威胁胚胎工程应用胚胎工程理论基础动物胚胎发育胚胎干细胞移植胚胎工程1.1DNA重组技术的基本工具设想一

能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？

胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。设想二

能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物？这些定向改造基因的设想能实现吗？

经过多年的努力，科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术

——基因工程基因工程的概念基因工程：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,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，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程实质结果基因拼接技术或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剪切→拼接→导入→表达基因重组基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的简要过程：抗虫棉的培育有哪些关键步骤？苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因普通棉花(无抗虫特性)棉花细胞(含抗虫基因)与运载体DNA拼接，导入棉花植株(有抗虫特性)表达解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？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：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀”——限制性核酸内切酶“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体DNA重组技技术的的基本本工具具§1-1DNA重组技技术的的基本本工具具“分子子手术术刀””──限限制酶酶“分子子缝合合针””──DNA连接酶酶“分子子运输输车””──基基因进进入受受体细细胞的的载体体识别双双链DNA分子的的某种种特定定的核核苷酸酸序列列，并并且使使每一一条链链中特特定部部位的的两个个核苷苷酸之之间的的磷酸二二酯键键断开。。主要是是原核核生物物4000种。1、来源源：2、种类类：3、作用用：5、结果果：形成两两种末末端一、““分子子手术术刀””———限制制性核核酸内内切酶酶黏性末端平末端4、切割割方式式：错切和和平切切ATGCATGC限制酶酶切割割磷酸酸二酯酯键T磷酸二二酯键键1234512345A限制性性内切切酶作作用过过程点击播放1、大肠肠杆菌菌的一一种限限制酶酶（EcoRⅠⅠ)能识别别GAATTC序列，，并在在G和A之间切切开形形成黏性末端。。2、SmaⅠ能识别别CCCGGG序列，，并在在C和G之间切切割形形成平末端。。常见的的两种种限制制酶SmaⅠ平末端端平平末端端EcoRⅠⅠ黏性末末端黏性末末端什么叫叫黏性性末端端？当限制制酶从从识别别序列列的中心轴轴线两两侧切切开时时，被限限制酶酶切开开的DNA两条单单链的的切口口，带带有几几个伸出的的核苷苷酸，他们们之间间正好好互补配配对，这样样的切切口叫叫黏性末末端。当限制制酶从从识别别序列列的中心轴轴线处处切开开时，切开开的DNA两条单单链的的切口口，是是平整整的，，这样样的切切口叫叫平末端端。什么叫叫平末末端？？基因的的针线线：DNA连接接酶G

AA

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G用同种限制酶切割ATGCATGC连接酶酶连接接磷酸二二酯键键DNA连接酶酶的作作用过过程：：二、分分子缝缝合针针——DNA连接酶酶作用部部位：：是磷酸酸二酯酯键（扶手手）不是氢氢键（梯子子）DNA连接酶酶将两条条DNA链连接接起来来的酶酶。连接黏性末端连接黏性末端和和平末端分类作用E.coliDNA连接酶酶连接酶酶种类类：T4DNA连接酶酶DNA聚合酶酶和DNA连接酶酶有何何相同同点和和不同同点？？DNA连接酶酶DNA聚合酶酶连接DNA链连接部部位双链在两DNA片断之间形形成磷酸二二酯键键单链将单个核苷酸酸加到到已存存在的的核酸酸片断断3’末端形形成磷酸二二酯键键核苷酸酸分子子的连连接：：ATGCATGCDNA聚合酶酶连接接单链链DNA把单个个脱氧氧核苷苷酸连连接到到DNA片段上上AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶酶的作作用返回三、分分子运运输车车———基因因进入入受体体细胞胞的载载体要让一一个从从甲生生物细细胞内内取出出来的的基因因在乙乙生物物体内内进行行表达达，首首先得得将这这个基基因送送到乙乙生物物的细细胞内内去！！能将外源基因因送入受体细细胞的工具就是载体。1、基因工程的的载体被喻为为：分子运输车2、基因工程的的载体来源：作为基因工程程的载体需要要怎样的条件件呢？质粒、噬菌体、动植物病毒作为载体的必必要条件1.能自我复制能进入受体生生物细胞并在在受体生物细细胞内复制并并表达；2.有一个至多个个限制酶切位位点便于与外源目目的基因结合合3.有遗传标记基基因便于检测和筛筛选4.对受体细胞无无害、易分离离安全、比较容容易得到能复制并带着着插入的目的的基因一起复复制有切割位点有标记基因的的存在，将来来可用含青霉霉素的培养基基鉴别。认识常用的载载体质粒是基因工程常常用的载体，，一种裸露的的、结构简单单、独立于染色体或细菌菌拟核之外，能自我复制的小型环状双双链DNA分子，对宿主细胞没有有影响，主要存在于于细菌和酵母菌菌体内。其中最最常用的是大肠杆菌质粒粒。1.细菌的质粒2.噬菌体和某些些病毒的DNA。课本知识回顾顾1、基因工程又又叫做或。通俗地说，，就是按照人人们的意愿，，把一种生物物的某种提取出来，加加以，然后放到另一一种生物的细细胞里______________改造生物的遗遗传性状。基因拼接技术术DNA重组技术基因修饰改造定向地“分子手术刀刀”──限制酶“分子缝合针针”──DNA连接酶“分子运输车车”──基因进入入受体细胞的的载体2、DNA重组技术的基基本工具3、限制性核核酸内切酶主要是从________________________的一种酶。识别双链DNA分子的某种___________________，并且使每一条条链中特定部位的两个核苷酸酸之间的___________________断开。形成____________和__________两种末端。原核生物中分分离纯化出来来特定的核苷酸酸序列磷酸二酯键黏性末端平末端4、“分子缝缝合针”———DNA连接酶1、种类：2、作用部位：：两类连接黏性末端端E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶磷酸二酯键连接黏性末端端和平末端5、基因进入受受体细胞的载载体通常有三种:作为载体的条条件：在进行基因工工程操作中,真正被用作载载体的质粒都都是在__________的基础上进行行过_________的质粒λ噬菌体衍生物物动植物病毒天然质粒人工改造①能自我复制制；②有切割割位点；③有遗传标记记基因；④对对受体细胞无无害、易分离离小结基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有专一性(识别序列)切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连接酶连接磷酸二酯键种类E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶运载工具具备的条件结构简单,大小适中能在宿主细胞中自我复制并稳定存在具一个至多个限制酶切位点具标记基因质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒练习1.在基因工程中中，切割运载载体和含有目目的基因的DNA片段，需使用用（））同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶2.不属于质粒被被选为基因运运载体的理由由是（））A、能复制B、有多个限制制酶切点C、具有标记基基因D、它是环状DNAD练习3.基因工程是在在DNA分子水平上进进行设计施工工的。在基因因操作的基本本步骤中，不不进行碱基互互补配对的步步骤是（（））A、人工合成目目的基因B、目的基因与与运载体结合合C、将目的基因因导入受体细细胞D、目的基因的的检测和表达达C练