工具酶的发现和基因工程的诞生课件.ppt

柯桥区越崎中学工具酶的发现和基因工程的诞生授课教师：王晓诗学生年级：高二学科：生物教材版本：浙科版1.1 1.1 工具酶的发现和基因工程的诞生工具酶的发现和基因工程的诞生工具酶的发现和基因工程的诞生工具酶的发现和基因工程的诞生 基因工程又叫基因拼接技术或基因工程又叫基因拼接技术或DNADNA重组技术。该重组技术。该技术是在生物体外，通过对技术是在生物体外，通过对DNADNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达一、基因工程诞生的理论基础一、基因工程诞生的理论基础1 1、DNADNA是生物遗传物质的发现是生物遗传物质的发现肺炎双球菌的转化实验等。肺炎双球菌的转化实验等。2 2、DNADNA双螺旋结构的确立双螺旋结构的确立沃森、克里克沃森、克里克3 3、遗传信息传递方式的认定、遗传信息传递方式的认定中心法则中心法则二、基因工程的技术保障二、基因工程的技术保障限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶载体载体1 1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”来源：主要从来源：主要从细菌细菌分离。分离。含义：限制性核酸内切酶是能够含义：限制性核酸内切酶是能够识别和切割识别和切割DNA DNA 分子内一小段分子内一小段特殊特殊核苷酸序列的酶。核苷酸序列的酶。特点：特异性。特点：特异性。(即即一种一种限制性核酸酶限制性核酸酶只能识别一种只能识别一种特定的特定的核苷核苷酸序列酸序列，并且能在，并且能在特定的切点特定的切点上切割上切割DNADNA分子。分子。)作用机理：打断作用机理：打断磷酸二酯键磷酸二酯键。EcoRIA AGTTCCTTA A GCTTA AGGAATTC限制酶在切断限制酶在切断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，因此称这些片断为补配对，因此称这些片断为黏性末端黏性末端。大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。活动一：模拟限制性核酸内切酶的作用活动一：模拟限制性核酸内切酶的作用GAGTCCCCTA GG 限制酶限制酶BamH 能识别能识别GGATCC序列，并在序列，并在G和和G之间切开。之间切开。连接的部位连接的部位 磷酸二酯键磷酸二酯键2 2、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合分子缝合针针”活动二活动二:模拟模拟DNADNA连接酶作用连接酶作用CCTA GGTTC G AATACTTA AGTCTA GA结果结果 将具有将具有末端碱基互补末端碱基互补的两个的两个DNADNA片段连接在一起片段连接在一起3 3、基因进入受体细胞的运载体、基因进入受体细胞的运载体“分子运输车分子运输车”常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：1 1 1 1）细菌细胞质的质粒）细菌细胞质的质粒）细菌细胞质的质粒）细菌细胞质的质粒 2 2 2 2）噬菌体或某些动植物病毒）噬菌体或某些动植物病毒）噬菌体或某些动植物病毒）噬菌体或某些动植物病毒运载体应具备的条件运载体应具备的条件1 1、能在受体细胞中稳定存在并、能在受体细胞中稳定存在并大量复制大量复制2 2、有、有1 1个或多个限制酶切点，个或多个限制酶切点，能与目的基因连接能与目的基因连接3 3、具有标记基因，以便筛选、具有标记基因，以便筛选4 4、载体、载体DNADNA分子大小合适，安分子大小合适，安全，不对受体细胞造成影响全，不对受体细胞造成影响质粒（最常用的运载体）质粒（最常用的运载体）质粒是能够质粒是能够自主复制的小型双链环状自主复制的小型双链环状DNADNA分子分子，它们在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种它们在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质。特殊的遗传物质。活动三：构建重组活动三：构建重组活动三：构建重组活动三：构建重组DNADNADNADNA分子模型分子模型分子模型分子模型材料：限制性内切酶材料：限制性内切酶材料：限制性内切酶材料：限制性内切酶EcoR IEcoR IEcoR IEcoR I的识别序列和切点是的识别序列和切点是的识别序列和切点是的识别序列和切点是GAATTCGAATTCGAATTCGAATTC 质粒质粒质粒质粒 、牵牛花中的带有蓝色基因的片段如下、牵牛花中的带有蓝色基因的片段如下、牵牛花中的带有蓝色基因的片段如下、牵牛花中的带有蓝色基因的片段如下 请以四人小组为单位构建带有目的基因的重组请以四人小组为单位构建带有目的基因的重组请以四人小组为单位构建带有目的基因的重组请以四人小组为单位构建带有目的基因的重组DNADNADNADNA分子分子分子分子摄制 越崎中学2018年4月17日