(整理)DNA重组技的基本工具(教学).ppt

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1、第一页，共三十二页。第二页，共三十二页。第三页，共三十二页。第四页，共三十二页。第五页，共三十二页。仔细观察下面的动画，分析仔细观察下面的动画，分析(fnx)这个过程和刚刚大家的操作这个过程和刚刚大家的操作过程有何异同？过程有何异同？第六页，共三十二页。什么什么(shn me)(shn me)叫基因工程？叫基因工程？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DNA重组技重组技术。该技术是在生物体外，通过对术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子分子(fnz)(fnz)进行人工进行人工“剪切和剪切和“拼接，对生物的基因拼接，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进行改造和

2、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，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。产生出人类所需要的基因产物。一基因工程一基因工程(jyn gngchng)(jyn gngchng)(jyn gngchng)(jyn gngchng)的的概念概念第七页，共三十二页。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实质结果结果基因拼接基因拼接(pn ji)(pn ji)(pn ji)(pn ji)技术或技术或DNADNA重组技重组技术术生物体外生物体外基因基因(jyn)(jyn)(jyn)(j

3、yn)DNADNA分子分子(fnz)(fnz)(fnz)(fnz)水平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 表达表达基因重组基因重组第八页，共三十二页。基因工程培育抗虫棉的简要基因工程培育抗虫棉的简要(jinyo)(jinyo)过程：过程：普通普通(ptng)(ptng)棉花棉花(无抗虫特无抗虫特性性)苏云金芽孢苏云金芽孢(y bo)(y bo)杆菌杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNA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

4、？第九页，共三十二页。基因工程基因工程(jyn gngchng)(jyn gngchng)培育抗虫棉的关键步骤：培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌(gnjn)(gnjn)细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因抗虫基因(jyn)(jyn)与运载体与运载体DNA连连接接关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因导入受体导入受体(棉花棉花)细胞细胞第十页，共三十二页。解决解决(jiju)(jiju)培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？关键步骤一的工具关键步骤一的工具(gngj)(gngj)

5、：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：基因的基因的剪刀剪刀(jindo)(jindo)限制性内切限制性内切酶酶基因的基因的针线针线DNA连接酶连接酶基因的基因的运载工具运载工具运载体运载体第十一页，共三十二页。1.限制性核酸限制性核酸(h sun)(h sun)内切酶内切酶“分子手术刀分子手术刀 限制酶是在生物体限制酶是在生物体(主要是主要是微生物微生物)内的一种酶，内的一种酶，能将外来的能将外来的DNA切断切断，由于这种切割作用是在，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。分子内部进行的，故名限制性内切酶。特点：特异性。特点：特异性。即

6、即一种一种限制酶限制酶只能识别一种只能识别一种特定特定(tdng)(tdng)的的核苷酸核苷酸序列序列，并且能在，并且能在特定的切点特定的切点上切割上切割DNA分子。分子。二二DNADNA重组技术重组技术(jsh)(jsh)(jsh)(jsh)的根本工具的根本工具第十二页，共三十二页。第十三页，共三十二页。第十四页，共三十二页。大肠杆菌大肠杆菌()的一种限制酶的一种限制酶能识别能识别(shbi)(shbi)GAATTC序列序列，并在，并在G和和A之间切开。之间切开。限限制制(xinz(xinzh)h)酶酶第十五页，共三十二页。限限制制(xin(xinzh)zh)酶酶第十六页，共三十二页。什么什

7、么(shn me)(shn me)叫黏性末端？叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口两条单链的切口(qi ku)(qi ku)，带有几个，带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互互补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。第十七页，共三十二页。第十八页，共三十二页。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切几个(j)(j)切口？可产生几个切口？可产生几个(j)(j)黏性末端？黏性末端？要切两个切口要切两个切口(qi ku)(qi ku)，产生四个黏性末端。，产生四个黏性末端。如果把两种来源

8、不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限制用同一种限制(xinzh)(xinzh)酶酶来切割，会怎样呢？来切割，会怎样呢？会产生会产生相同的黏性末端相同的黏性末端，然后让两者的黏性，然后让两者的黏性末端末端黏合黏合起来，就似乎可以合成重组的起来，就似乎可以合成重组的DNA分子分子了。了。第十九页，共三十二页。2.DNA连接酶连接酶“分子分子(fnz)(fnz)缝合针缝合针 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合起来，即把梯子两边扶手缝合起来，即把梯子两边扶手(f shou)(f shou)的断口的断口连接起来，这样一个重组的连接起来，这样一个重组的DNA分子就形

9、成分子就形成了。了。第二十页，共三十二页。第二十一页，共三十二页。外源基因外源基因(如抗虫基因如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞怎样才能导入受体细胞(如如棉花棉花(min hua)(min hua)细胞细胞)？导入过程需要导入过程需要(xyo)(xyo)运输工具运输工具运载体运载体。运载体的作用运载体的作用(zuyng)(zuyng)有哪些？有哪些？作用一作用一：作为运载工具，将外源基因：作为运载工具，将外源基因(抗虫抗虫基因基因)转移转移到受体细胞到受体细胞(棉花细胞棉花细胞)中去。中去。作用二作用二：利用运载体在受体细胞：利用运载体在受体细胞(棉花细胞棉花细胞)内，内，对外源基因对外源基因(

10、抗虫基因抗虫基因)进行进行大量复制大量复制。第二十二页，共三十二页。作为运载作为运载(ynzi)(ynzi)体必须具备哪些条件？体必须具备哪些条件？1能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2载体载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目的必须有一个或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。基因插入到载体上去。3具有某些标记具有某些标记(bioj)(bioj)基因，便于进行筛选。基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反响的基因等。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反响的基因等。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反响的基因等。如抗菌素的抗性基因、产物具

11、有颜色反响的基因等。载体载体载体载体DNADNA必须是平安的必须是平安的必须是平安的必须是平安的,不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害,或不能进入到除或不能进入到除或不能进入到除或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去受体细胞外的其他生物细胞中去受体细胞外的其他生物细胞中去受体细胞外的其他生物细胞中去;5)5)载体载体载体载体DNADNA分子大小应适合分子大小应适合分子大小应适合分子大小应适合,以便提取和在体外进行操作以便提取和在体外进行操作以便提取和在体外进行操作以便提取和在体外进行操作,太大太大太大太大就不便操作就不便操作就不便操作就不便操作.第二十三

12、页，共三十二页。3.基因基因(jyn)(jyn)进入受体细胞的运载进入受体细胞的运载“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：1细菌细胞质的质粒细菌细胞质的质粒 2噬菌体或某些噬菌体或某些(mu xi)(mu xi)动植物病毒动植物病毒第二十四页，共三十二页。质粒：质粒：质粒是染色体外能够进行质粒是染色体外能够进行自主复制自主复制的遗的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌传单位，包括真核生物的细胞器和细菌(xjn)(xjn)细胞细胞中核区外的中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细分子。现在习惯上用来专指细菌菌(xjn)(xjn)、酵母菌和放线菌等生物中、酵母菌

13、和放线菌等生物中核以外的核以外的DNA分子分子。质粒质粒是基因工程是基因工程最常用最常用的的运载体运载体。绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是闭合环状闭合环状DNA分子分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。有多个。第二十五页，共三十二页。大肠杆菌大肠杆菌(d chn n jn)(d chn n jn)的质粒：的质粒：最常用的质粒最常用的质粒是是大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒，其，其中常含有中常含有抗药基因抗药基因，如四环素的标记基因。如四环素的标记基因。质粒的质粒的存在与否对宿存在与否对宿主细胞生存没有决定主细胞生存没有决定性作用性作用(zuy

14、ng)(zuyng)，但，但复制复制只能在宿主细胞内成只能在宿主细胞内成。第二十六页，共三十二页。第二十七页，共三十二页。第二十八页，共三十二页。双基练习双基练习(linx)(linx)：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(shj)(shj),通过体外通过体外_和和_等技术等技术,赋予生物以心得赋予生物以心得遗传特性遗传特性,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重组技术的根本工具重组技术的根本工具 1.限制性核酸内切酶限制性核酸内

15、切酶-分子手术刀分子手术刀 (1)主要来源主要来源:从从_生物中别离出来的生物中别离出来的.(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 第二十九页，共三十二页。两个两个(lin)(lin)_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末端末端有两种形式有两种形式:_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两个恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的核苷酸之间的_.(2)种类种类: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:

16、既可缝合既可缝合DNA的的_,又可缝合双又可缝合双链链DNA的的_.第三十页，共三十二页。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,独立于细菌染色体独立于细菌染色体之外之外,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_;有一个有一个(y)(y)或多个或多个_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_基因基因,供重组供重组DNA的鉴定和选择的鉴定和选择.第三十一页，共三十二页。内容(nirng)总结DNA重组技的根本工具。基因的剪刀限制性内切酶。基因的针线DNA连接酶。基因的运载工具运载体。1.限制性核酸内切酶“分子手术刀。2.DNA连接酶“分子缝合针。导入过程需要运输工具运载体。2载体DNA必须有一个(y)或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。能够在细胞内_第三十二页，共三十二页。