1.1DNA重组技术的基本工具 (2).ppt

1、专题1 基因工程,The camelecow,专题1 基因工程,看课本P1题图，可以看出： 1.沃森和克里克对 结构的重大发现和随后的技术创新孕育了基因工程。 2.在复制的DNA双螺旋结构上展示的工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花等，代表了基因工程三个重要方面的研究成果：转基因 、 转基因 和转基因 。,DNA双螺旋,动物,植物,微生物,基础理论和技术的发展催生了基因工程,DNA是遗传物质的证明 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译 基因转移载体的发现 工具酶的发明 DNA合成和测序技术的发明 DNA体外重组的实现 重组DNA表达实验的成功 第一例转基因动物问世 PCR技术的发

2、明,技术发明,回忆：什么叫基因工程？,要点：手 段： 目 的： 施工水平： 实 质：,体外DNA重组技术和转基因技术 创造新生物和新产品 分子水平 基因重组,基因工程是指按照人们的愿望，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，从而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DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。,回顾:基因工程的过程（以转基因抗虫棉为例）？,实现这一精确操作至少需要什么工具？,“分子手术刀”,“分子缝合针”,“分子运输车”,一、“分子手术刀”,1、来源： 2、作用： 3、作用结果：,主要是原核生物,识别双

3、链DNA特定核苷酸序列 断开核苷酸之间的磷酸二酯键,黏性末端 平末端,记忆：1、限制酶是一类酶，而不是一种酶。 2、限制酶大多识别序列由6个核苷酸组成，少数识别序列为4、5、8个核苷酸 3、限制酶切割后产生黏性末端或平末端,-限制性核酸内切酶（限制酶）,EcoR限制酶只识别GAATTC，并在GA间切割 Sma限制酶只识别CCCGGG，并在GC间切割。,限制性内切酶作用过程,1、限制酶的名字怎么起？（阅读P5） EcoRI 2、想一想，为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 3、根据你所掌握的知识，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？,寻根问底,原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，

4、但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全,从而达到保护自身的目的。,生物在进化过程中，含某种限制酶的细胞，其DNA分子不具备这种酶的识别序列(或通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能切开)。,随堂例题,例1下列关于限制酶的说法正确的是（ ） A限制酶广泛存在各种生物中，但微生物中很少 B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键,问题：不同的限制酶可切出相同的黏性末端或平末端吗？,三

5、、“分子缝合针” DNA连接酶,分类： 作用：,恢复磷酸二酯键, Ecoli DNA连接酶 T4 DNA连接酶,(来自大肠杆菌),(来自T4噬菌体),可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,Ecoli DNA连接酶或T4DNA连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？,T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,不同，DNA聚合酶是在复制过程中将一个个游离的脱氧核苷酸连接在子链上。 相同点是都参与形成磷酸二酯键。,DNA连接酶的作用过程,不要,要,DNA片断,单个脱氧核苷酸,形成磷酸二脂键,完整DNA分子,形成1条单链,基

6、因工程,DNA复制,（1）EcoRI是一种_酶，其识别序列是_，切割位点是 _与_之间的_键。切割结果产生的DNA片段末端形式为_。,GAATTC,鸟嘌呤脱 氧核苷酸,腺嘌呤脱 氧核苷酸,磷酸二脂,黏性末端,限制性 核酸内切,例2下图为DNA分子的切割和连接过程。回答下列问题：,（2）不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是_连接酶，此酶的作用是在_与_之间形成_键，而起“缝合”作用的。如果要连接平末端的连接酶是_。,T4DNA连接酶,EcoliDNA 或T4DNA,鸟嘌呤脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,磷酸二脂,二、“分子运输车” 基因的载体,1、最常用载体,大肠杆菌的质粒：,质粒,二、“分

7、子运输车”,1、种类: 2、分子运输车的条件：,（1）有一个至多个限制酶切点 （2）能自我复制 （4）有特殊的标记基因,（1）细菌的质粒 （2）噬菌体 （3）动植物病毒,基因的载体,1.不属于质粒被选为基因运载体的理由是（多选） 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 E、含蛋白质，从而能完成生命活动 F、是RNA，能够指导蛋白质的合成,DEF,练习,小结,“分子手术刀”：限制酶 “分子缝合针”：DNA连接酶 “分子运输车”：载体,基因工程基本工具,来源 作用 结果,分类 作用,最常用载体载体的条件 其他载体,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 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键,C,练习,2在基因工程中用到的限制性核酸内切酶主要从原核生物中获得，一种限制酶只能识别双链DNA某种特定核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，这与酶的什么性质相吻合（ ） A高效性 B具有多样性 C专一性 D催化活性受外界条件影响,C,练习,3作为基因的运输工具载体，必须具备的条