第一节工具酶的发现(正式).ppt

1、高 三 生 物,第一节 工具酶的发现和 基因工程的诞生,第一章 基因工程,青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素,思考生物体的不同性状形成的根本原因是什么?,豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮,设想,2、人们能否通过改造生物体的基因，定向地改变 生物的遗传特性呢？,能分泌人胰岛素的大肠杆菌,广义的“遗传工程”包括细胞水平上的遗传操作(细胞工程)和分子水平上的遗传操作(基因工程)。,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。是指按照人们的意愿,在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入到受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的基因

2、产物。,基因工程-狭义的遗传工程,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,基因工程的理论基础： 基因工程的技术保证：,限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒载体的发现和应用,DNA是生物遗传物质的发现； DNA双螺旋结构的确立； 遗传信息传递方式的认定。,第一节工具酶的发现和基因工程的诞生,基因操作的工具,剪切的工具： 拼接的工具： 导入的工具：,基因的剪刀限制性核酸内切酶 基因的针线DNA连接酶 基因的运载工具质粒,基因工程的“ ”,指“ 限制性核酸内切酶 ”,“ ”,具特异性，识别双链DNA 分子的某种特定的核

3、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。,微生物,4000种。,1、来源：,2、种类：,3、作用：,4、结果：,形成两种末端,大肠杆菌(E.coli)的一种限制性核酸内切酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶,切开的是什么键?,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。,不同的限制酶所形成的粘性末端不同,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？可产生几个粘性末端？,要切两个切口，产生四个粘性末端。,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？,

4、会产生相同的粘性末端，然后让两者的黏性末端粘合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。,例1已知某种限制性内切酶的识别序列是AAGCTT，它能够在A和A之间切断DNA分子，请写出DNA分子被该酶切割后形成的黏性末端。,指“DNA连接酶”,1、连接的部位： 2、结 果：,磷酸二酯键 （在“梯子”的扶手处）,连接两个互补的黏性末端。,练习下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是（ ）,CTGCA G,G,CTTAA, G,ACGTC, AATTC,G,A. ； B. ；C. ； D.以上都不对,A,思考：,（）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸

5、二酯键？,（）用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？,个,个,DNA连接酶与DNA聚合酶是同一种酶吗？为什么？,不是。 相同点：形成磷酸二酯键 不同点：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键； 而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。,三、载体,1、作 用： 2、具备的条件：,将外源基因送入受体细胞。,能在宿主细胞内复制并稳定地保存； 具有多个限制酶切点； 具有某些标记基因。,质粒、噬菌体和动植物病毒（P4 小资料）,3、种 类：,培育转基因细菌一般用大肠杆菌质粒或噬菌体作基因

6、载体；培育转基因植物用农杆菌质粒（Ti质粒）或植物病毒作基因载体（P9）；培育转基因动物用动物病毒作基因载体。,质粒：,存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能自主复制的很小的双链环状DNA分子。,大肠杆菌的质粒：,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。,质粒特点 1、细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 3、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 4、质粒的存在对宿主细胞无影响。 5、质粒上具有抗性基因。,（）质粒上会存在某些标记基因，标记基因

7、有什么用途？ （）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？,思 考：,例已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现在多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是 A3 B4 C9 D12,C,线性DNA分子的酶切示意图,例3、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。在质粒上有

8、酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。 请画出质粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。 请画出目的基因两侧被限制酶切割后所形成的黏性末端。 在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？,2007广东7.现有一长度为1000碱基对(by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子，用EcoRI，Kpnl同时酶切后得到200 by和600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是,D,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