11基因工程的基本工具.ppt

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1、普通棉花普通棉花变异变异抗虫基因抗虫基因基因工程：基因工程：导入导入普通棉花细胞普通棉花细胞内内筛选筛选含有抗虫基因含有抗虫基因的细胞的细胞（目的基因）（目的基因）（受体细胞）（受体细胞）（转基因生物）（转基因生物）抗虫棉抗虫棉抗虫棉抗虫棉植物组植物组织培养织培养准确切割准确切割DNA的工具（的工具（“分子手术刀分子手术刀”）限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”）DNA连接酶连接酶基因转移工具（基因转移工具（“分子运输车分子运输车”）运载体运载体在自然界中有一些生物的在自然界中有一些生物的DNA可能进入另可能进入另一种生物的细胞中。一种

2、生物的细胞中。相关的实例？相关的实例？现今存在的生物为什么没有在长期的进化过现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源程中被外源DNA的入侵而灭绝，仍能保持的入侵而灭绝，仍能保持一种稳定状态？一种稳定状态？怎样才能使外来的怎样才能使外来的DNA失效从而保护自身？失效从而保护自身？ 1 1、分布：主要在、分布：主要在原核原核生物中。生物中。2 2、化学本质：蛋白质、化学本质：蛋白质3 3、作用特点、作用特点: :专一性专一性（1）每种限制酶只能识别）每种限制酶只能识别DNA分子分子中中 特定特定核苷酸序列；核苷酸序列；（2）在每条链中特定的两个核苷酸之间进行切割）在每条链中特定的两个核苷酸

3、之间进行切割 （切割磷酸二酯键）（切割磷酸二酯键） 举例：举例：EcoR1EcoR1限制酶、限制酶、Sma1Sma1限制酶限制酶 限制酶的识别序列的特点：限制酶的识别序列的特点：以中轴线双侧的以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列上碱基呈反向对称，重复排列 如：如：GAA TTC CCC GGG CTT AAG GGG CCC黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI学科网4 4、作用结果：、作用结果：黏性末端黏性末端平末端平末端（1）从链状）从链状DNA分子上获得某特定基因片段必须要分子上获得某特定基因片段必须要用限制酶切几次？可产生几个黏性末端？用限制酶切几次？可产生几个

4、黏性末端？（2）如果把两种来源不同的）如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来用同一种限制酶来切割，结果如何？切割，结果如何？思考：思考：G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G同种限制酶切同种限制酶切割割 1 1、特点：在两条、特点：在两条DNADNA链之间形成链之间形成磷酸二酯键磷酸二酯键2 2、分类：、分类： （1 1） Ecoli DNA Ecoli DNA连接酶：只连接连接酶：只连接互补的互补的黏性

5、末端黏性末端 （2 2）T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶 ： 连接连接互补的互补的黏性末端和平末端黏性末端和平末端3 3、化学本质：蛋白质、化学本质：蛋白质 DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶成分成分蛋白质蛋白质作用作用部位部位催化形成磷酸二酯键催化形成磷酸二酯键作用作用过程过程将将DNA片段的片段的末端连接起来末端连接起来将单个脱氧核苷将单个脱氧核苷酸连接到酸连接到DNA单链上单链上作用作用结果结果将存在的将存在的DNA片段连接成重组片段连接成重组DNA新新DNA分子分子模板模板不需要不需要需要需要DNA的一的一条链为模板条链为模板区分：区分：DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶连接

6、酶(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为口的类型分别为_、_。甲中限制性。甲中限制性核酸内切酶的切点是核酸内切酶的切点是_之间，乙中限制性核酸之间，乙中限制性核酸内切酶的切点是内切酶的切点是_之间。之间。(4)由图解可以看出，限制性核酸内切酶的作用特由图解可以看出，限制性核酸内切酶的作用特点是点是_。(5)如果甲中如果甲中G碱基发生基因突变，可能发生的情况碱基发生基因突变，可能发生的情况是是_。【答案答案】(1)有特殊脱氧核苷酸序列的有特殊脱氧核苷酸序列的DNA片段片段(2)两种不同的限制性核酸内切两种不同的限制性核酸内切酶酶(3)

7、黏性末端平口末端黏性末端平口末端G、AA、T(4)能识别双链能识别双链DNA分子的特定脱氧核分子的特定脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切分子切割割(5)限制性核酸内切酶不能识别切割位限制性核酸内切酶不能识别切割位点点1、要让一个从甲生物细胞内取出来的基因、要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，需将这个基因送到在乙生物体内进行表达，需将这个基因送到乙生物的细胞内去，且能稳定存在，需要将乙生物的细胞内去，且能稳定存在，需要将目的基因与谁连接？目的基因与谁连接？2、作为载体没有切割位点将怎样？、作为载体没有切割位点将怎样？3、目的基因是否进入受体

8、细胞，如何鉴别？、目的基因是否进入受体细胞，如何鉴别？思考：思考：1 1、具备条件：、具备条件：（1 1）能）能在宿主细胞内复制，并稳定地在宿主细胞内复制，并稳定地保存保存 便于目的基因扩增便于目的基因扩增（2 2）具有一个至多个点限制酶切点；）具有一个至多个点限制酶切点； 便于目的基因插入便于目的基因插入（3 3）具有标记基因）具有标记基因 鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞（4 4）对）对受体细胞无害受体细胞无害 2 2、载体作用、载体作用（1 1）作为运载工具，携带目的基因进入受体细胞；）作为运载工具，携带目的基因进入受体细胞；（2 2）在受体细胞内对目的基

9、因进行大量的复制和保存）在受体细胞内对目的基因进行大量的复制和保存3 3、种类、种类（1)1)质粒（最常用）质粒（最常用） 存在存在于于细菌或酵母菌细菌或酵母菌细胞质中的一种很小细胞质中的一种很小的的双链双链环状环状DNADNA分子分子，结构简单，独立于染色体或拟核之，结构简单，独立于染色体或拟核之外，具有外，具有自我复制自我复制能力。能力。 (2)(2)噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物 (3) (3)动植物病毒动植物病毒能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因一起复制起复制有切割位点有切割位点有标记基因的存有标记基因的存在，将来可用含在，将来可用含青霉素的培养基青霉素的培养基鉴别。

10、鉴别。二二、基因工程（、基因工程（DNA重组技重组技术）术）1 1、概念：、概念：（1 1）按照人们的意愿，进行严格的设计；）按照人们的意愿，进行严格的设计；（2 2）通过）通过体外体外DNADNA重组和转基因技术重组和转基因技术，赋予生物赋予生物新新的遗传特性的遗传特性 创造出符合人们需要的生物类型和生物创造出符合人们需要的生物类型和生物产品产品 变异原理：变异原理： 水平：水平： 主要技术：主要技术： 目的：目的： 优点：优点： 定向改造生物的性状；定向改造生物的性状； 打破生殖隔离打破生殖隔离二二、基因工程（、基因工程（DNA重组技重组技术）术）2 2、理论基础、理论基础（1 1）DNA

11、DNA是主要的遗传物质，且不同生物是主要的遗传物质，且不同生物DNADNA的结构相似的结构相似 基本组成单位基本组成单位 空间结构空间结构（2) 2) 基因表达过程相同基因表达过程相同 （转录，翻译）（转录，翻译） （3 3）生物界共用一套密码子）生物界共用一套密码子可对不同生物可对不同生物DNADNA进行剪切、进行剪切、拼接拼接下列关于基因工程的叙述，不正确的是（下列关于基因工程的叙述，不正确的是（ ）A A、基因工程的原理是基因重组、基因工程的原理是基因重组B B、运用基因工程技术，可使生物发生定向变、运用基因工程技术，可使生物发生定向变异异C C、一种生物的基因转接到另一种生物的、一种生物的基因转接到另一种生物的DNADNA分子上分子上D D、是非同源染色体上非等位基因的自由组合、是非同源染色体上非等位基因的自由组合3天然的质粒可直接用作基因工程的载体。天然的质粒可直接用作基因工程的载体。4、重组、重组DNA分子中的标记基因的作用是用于筛分子中的标记基因的作用是用于筛选获得重组选获得重组DNA分子的受体细胞。分子的受体细胞。