1.基因工程的工具

1、专题一基因工程,能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？,能否让细菌“吐出”蚕丝？,能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？,经过多年的努力，科学家于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,基因工程的概念,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,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(

2、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,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具：,基因的剪刀限制酶 基因的针线DNA连接酶 基因的运载工具运载体,1.1DNA重组技术的基本工具,DNA 重组技术的基本工具,“分子手术刀” 限制酶,“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,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸

3、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，故名限制性核酸内切酶。,4000种。,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,EcoRI,识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为黏性末端。,要想获得某个特定性状的基因必须用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,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

4、产生相同的黏性末端。,思 考,Sma,识别GAATTC序列，并在G和C之间切开,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。,1、通常以质粒作为载体 质粒细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。 裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力,氨苄青霉素抗性基因,质粒,拟核,大肠杆菌细胞,目的基因插入位点,复制原点,三、 “分子运输车” 基因进入受

5、体细胞的载体：,目前常用的两类运载体,1.细菌的质粒，它是细菌染色体DNA以外的小型环状DNA(一般有1-200kb，kb为千碱基对)，有的细菌只有一个，有的细菌有多个,2.噬菌体和某些病毒的DNA。,假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？ 作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样？ 外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？,会在细胞增殖中丢失,外源的基因不可能插入,如果载体上有遗传标记基因，就可通过标记基因的表达来检测。,将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的外源基因也可能无法表达。,思 考,载体应具备的四个条件,(1)能在宿主细胞内稳定保存并自我复制。,(2)有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接,(3)具有某些标记基因，以便进行筛选,（4）结构简单,独立于细菌外的DNA,小结,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