生物：1.1《DNA重组技术的基本工具》好).ppt

1、专题1 基因工程,1.1 DNA重组技术的基本工具,The camelecow,定向基因改造设想,设想一,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？,设想二,能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？,设想三,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。,DNA重组技术的基本工具,“分子手术刀”- “分子缝合针”- “分子运输车”-,限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体,1、限制性核酸内切酶“分子手术刀” （又称限制酶）,（1）来源：,主要是原核生物；,（2）命名和种类：,（3）作用：,（4）结果：,约4000种；,识别双链D

2、NA分子的某种特定的核苷酸序列(专一性)，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(大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数有4、5、8个),形成两种末端,特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割,EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列 只从G和A之间切开 ;,SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列,只 从C和G之间切开,画出切割后的结果.,什么叫黏性末端？,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。,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产

3、生的是黏性末端。,限制性内切酶,特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,下页,(1)种类： (2)作用部位：,磷酸二酯键,2、 DNA连接酶“分子缝合针”,（黏性末端）,（黏性末端和平末端） （连接平末端效率低）,DNA聚合酶与DNA连接酶,需要模板，在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,不需要模板将两个DNA片段连接起来； 将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,形成磷酸二酯键,3、载体“分子运输车”,（1）载体的作用,将 转移到受体细胞中去。,目的基因,（2）常用的载体:质粒,细菌细胞质的质粒 噬菌体的衍生

4、物 动植物病毒,质粒DNA分子上有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（检测目的基因是否导入受体细胞）,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。,质粒是基因工程最常用的载体。,作为运载体必须具备的条件,具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 能够在受体细胞中自我复制并稳定地保存。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 必需是安全的，不会对受体细胞有害。,注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。,基因工程的概念,是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组

5、技术和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要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DNA重组技术；也叫基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的生物类型和生物产品,基因重组,基因工程概念的分析,“分子手术刀”- “分子缝合针”- “分子运输车”-,限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体,1.1 DNA重组技术的基本工具,1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B、EcoRI切割的是GA之间的氢键 C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源D

6、NA D限制酶只存在于原核生物中,课堂巩固,2、DNA连接酶催化的反应是( ) ADNA复制时母链与子链之间形成氢键 B黏性末端碱基之间形成氢键 C两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接 DA、B、C都不正确,3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是( ) A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选,4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是( ) 能自主复制不能自主复制 结构很小是蛋白质是环状RNA 是环状

7、DNA能“友好”地“借居” A、 B、 C D,5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为( ) A、目的基因上有标记 B、质粒具有某些标记基因 C、重组质粒能够复制 D以上都不正确,6、关于质粒的叙述正确的是( ) A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子 B、质粒是唯一的载体 C、重组质粒是目的基因 D、质粒可在宿主外单独复制,7、基因工程中可用作载体的是( ) 质粒噬菌体 病毒动物细胞核 A、 B、 C D、,8、下列关于基因工程中所选用的质粒 的说法，错误的是( ) A、不能没有标记基因 B、是小型链状的DNA分子 C、能够自我复制 D可与目的基因重组,9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而

8、成的是( ),A、 B、 C、 D、 ,10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( ) (1)限制酶(2)连接酶 (3)解旋酶(4)还原酶 A、(1)(2)(3) B、(1)(2)(4) C、(1)(2) D、(1)(3),11.下图为DNA分子的切割和连接过程。,(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。 (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。还有一种连接平末端的连接酶是 。,习题:已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因,现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么?请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论,既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因,只含有抗四环素基因,只含有抗氨苄青霉素基因,既不含有抗四环素基因也 不含有抗氨苄青霉素基因,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,抗虫害的玉米,转鱼抗寒基因的番茄,转基因鲑鱼,要实现药物蛋白基因在烟草中的表达，提前 要做哪些关键工作？,烟草的DNA,药物蛋 白基因,思考,的复制,DNA,（3）作为载体必须具备的条件,1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？