1.1DNA重组技术的基本工具.ppt

1、基因工程 细胞工程 胚胎工程 生态工程,选修3 现代生物科技专题,专题1 基因工程,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。,基因工程的概念,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,优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种,1基因拼接的理论基础 (1)大多数生物的遗传物质是DNA。 (2)DN

2、A的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。,基因工程诞生的理论基础,2外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),转基因生物实例,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),转入人生长激素基因的超级小鼠,转基因蓝玫瑰,转基因抗虫棉,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？,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,1.1 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

3、,“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。,主要是原核生物,4000种。,1、来源：,2、种类：,3、作用：,4、结果：,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,限制酶,限制性内切酶作用过程,什么叫黏性末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。,限制酶所识别的序

4、列有什么特点,限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。,限制酶的识别序列：,能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。,基因的针线：DNA连接酶,二、 “分子缝合针” DNA连接酶,1、种类： 2、作用部位：,是磷酸二酯键（扶手） 不是氢键（梯子）,连接黏性末端,连接黏性末端和平末端,将双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 ,这样一个重组的DNA分子就形成了。,DNA连接酶的作用过程,常用的载体：质

5、粒,复制起始的一段序列,有切割位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,三、 “分子运输车”基因进入受体细胞的载体,质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中。是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA或细胞核之外自我复制的很小的双链环状DNA分子,运载体需具备的四个条件： 有一至多个不同的限制酶切点 对受体细胞无害 导入基因能在受体细胞中复制、表达（能在宿主细胞内复制并稳定地保存） 具有某些标记基因，便于筛选 常用运载体： 细菌的质粒 噬菌体衍生物 (3)动植物病毒,注意：在基因工程操作中，运载体都是天然的质粒或病毒经过人工改造的,议一议,2、能否用SARS病毒作为基因载体？,3

6、、作为载体，若没有切割位点将怎样？,4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？,5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？,1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？,双链DNA,不能,不能进行DNA的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,拓展提升,解旋酶、 限制酶、 DNA聚合酶、 DNA连接酶,氢键、 磷酸二酯键,氢键,磷酸二酯键,T,磷酸二酯键,A,复制分步解说,限制性内切酶与DNA解旋酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键,将DNA两条链的氢键打开形成两条单链,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?,1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二

7、酯键,形成磷酸二酯键,1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链,2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板,课本知识回顾,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,限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。 识别双链DNA 分子的某种 ，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。 形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,粘性末端

8、,平末端,练习,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶,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、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,C,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、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（ ） A. 限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处 B. DNA聚合酶可以连接a处 C. 解旋酶可以使b处解开 D. 连接C处的酶可以为DNA连接酶,D,限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性内切酶的识别序列和切点是GATC。在质