专题1基因工程(精品).ppt

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1、该技术是在生物体外，通过对该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人分子进行人工工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改，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，使重组基因在受体细胞内表达，产生出繁殖，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。人类所需要的基因产物。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技术重组技术。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实质（原理）实质（原理）结果结果基因拼

2、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分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，产生定向地改造生物的遗传性状，产生定向地改造生物的遗传性状，产生定向地改造生物的遗传性状，产生人类需要的基因产物人类需要的基因产物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 表达表达基因重组基因重组转基因抗虫棉转基因抗虫棉抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因与与与与运载体运载体运载体运载体DNADNA

3、拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入棉花细胞棉花细胞(含含抗虫基因抗虫基因)棉花植株棉花植株(有有抗虫特性抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？一种限制酶一种限制酶只只能能识别一种识别一种特定核苷酸序列特定核苷酸序列；并在并在特定特定切点切点切割切割一一.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”1 1 DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1 1、来源：、来源：2 2、种类：、种类：3 3、作用：、作用：主要是微生物主要是微生物40004000种。种。4 4、结果：、结果：形成两种末端形成两种末端粘性末端粘性末端平末端平末端要想获得某

4、个特定性状的基因必须要用限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？可产生几个黏性末端？制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。要切两个切口，产生四个黏性末端。被同一种限制酶切断的几个来源不同的被同一种限制酶切断的几个来源不同的DNADNA是否具有相同的黏性末端？是否具有相同的黏性末端？二个不同的二个不同的的黏性末端的黏性末端黏黏合合起来，就似乎起来，就似乎可以合成重组的可以合成重组的DNA分子了。分子了。被同一种限被同一种限制切断的几制切断的几个个DNA具有具有相同的黏性相同的黏性末端。末端。二二.DNA.DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”、作用

5、：、作用：把两条末端把两条末端之间的缝之间的缝隙隙“缝合缝合”起来起来、种类：、种类：E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶T4 DNAT4 DNA连接酶连接酶 DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何连接酶有何相同和不同点？相同和不同点？（1 1）DNADNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯键；而末端上，形成磷酸二酯键；而DNADNA连接酶是在两个连接酶是在两个DNADNA片片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNADNA片段片段之间形成磷酸二酯键。之间形成磷酸二酯

6、键。（2 2）DNADNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNADNA链为模板，将单个核苷酸通链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNADNA链；而链；而DNADNA连连接酶是将接酶是将DNADNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNADNA连接酶不需要模板。连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。各不相同。三、基因进入受体细胞的运载三、基因进入受体细胞的运载”分子运输车分子运输车”、作用：将外源基因导入受体细胞、作用：将外

7、源基因导入受体细胞、特点（条件）、特点（条件）1 1、能够在宿主细胞中、能够在宿主细胞中复制复制并并稳定地稳定地保存保存2 2、具有多个限制酶具有多个限制酶切割位点切割位点，以便与外源，以便与外源基因连接基因连接3 3、具有标记基因具有标记基因，便于进行筛选，便于进行筛选、常用的运载体：、常用的运载体：质粒（最常用）、质粒（最常用）、噬菌体和动植物病毒等噬菌体和动植物病毒等在基因工程中，切割运载体和含有目在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的的基因的DNADNA片段，需使用（片段，需使用（）同种限制酶同种限制酶 B.B.两种限制酶两种限制酶同种连接酶同种连接酶 D.D.两种连接酶两种连接酶练

8、习练习注意：要用同一种限制酶切取目的基因注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用和运载体，并用DNA连接酶连接。连接酶连接。不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制能复制 （）B、有、有多个限制酶切点多个限制酶切点 C、具有标记基因具有标记基因 D、它是环状它是环状DNAD练习练习双基练习：双基练习：一、基因工程的概念一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计进行严格的设计,通过体外通过体外_和和_等技术等技术,赋予生物以心得遗赋予生物以心得遗传特性传特性,创造出符合人们的需要的新的创造出符合人们的需

9、要的新的_和和_.又叫做又叫做DNA的重组技术的重组技术.二、二、DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 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”(1)主要来源主要来源:从从_生物中分离出来的生物中分离出来的.(2)特点特点:能够识别能够识别DNA特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列,切开切开 两个两个_之间的之间的_ .(3)DNA末端末端:限制酶切割限制酶切割DNA产生的产生的DNA末末端有两种形式端有两种形式:_和和_.2.DNA连接酶连接酶-”分子缝合针分子缝合针”(1)作用作用:将双链将双链DNA_,恢复被限制酶切开的恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的两个核苷酸

10、之间的_.(2)种类种类:E.coli DNA连接酶连接酶:只能缝合只能缝合DNA的的_ T4 DNA连接酶连接酶:既可缝合既可缝合DNA的的_,又可又可缝合双链缝合双链DNA的的_.3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体-”分子运输车分子运输车”(1)载体的种类载体的种类 质粒质粒:是一种裸露的是一种裸露的,结构简单结构简单,独立于细菌染独立于细菌染色体之外色体之外,并能够自我并能够自我_能力的双链能力的双链_ DNA 分子分子;_的衍生物的衍生物;_.(2)载体的特点载体的特点 能够在细胞内能够在细胞内_;有一个或多个有一个或多个_切割位点切割位点,便于供源便于供源DNA的插入的插入.具有具有_基基因因,供重组供重组DNA的鉴定和选择的鉴定和选择.coRI限制酶限制酶SmaI限制酶限制酶识别序列识别序列切割位点切割位点和之间和之间和之间和之间未端类型未端类型平末端平末端粘性末端粘性末端假如目的基因导入受体细胞后不能复制假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？将怎样？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？目的基因是否进入受体细胞，你如何察目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？觉？如果载体对受体细胞有害将怎样？如果如果载体对受体细胞有害将怎样？如果不能分离会怎样？不能分离会怎样？对受体细胞无害，易分离对受体细胞无害，易分离