11基因工程__DNA重组技术的基本工具_XXXX1123.pptx

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1、同课异构教学展示活动同课异构教学展示活动五年二班五年二班20132013年年1111月月1919日日基因工程的产物基因工程的产物基因工程又叫做基因工程又叫做基因拼接技基因拼接技术术或或DNA重组技术重组技术。通俗地说，。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生就是按照人们的意愿，把一种生物的某种物的某种基因基因提取出来，加以提取出来，加以修修饰改造饰改造，然后放到另一种生物的，然后放到另一种生物的细胞里，细胞里，定向地定向地改造生物的遗传改造生物的遗传性状。性状。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实质实质结果结

2、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分子水平分子水平剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念回顾：回顾：定向改造生物性状，获得人类需要的基因定向改造生物性状，获得人类需要的基因产物产物普通棉花普通棉花普通棉花普通棉花抗虫棉抗虫棉抗虫棉抗虫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(无抗虫基因无抗虫基因)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棉花与棉花与棉花与棉花DNADNA拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗

3、虫基因)转基因棉花植株转基因棉花植株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？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀分子手术刀”准确切割准确切割DNADNA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细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“缝合缝合”关键步骤三：关键步骤三：把抗虫基因导入棉花细胞把抗虫基因导入棉花细胞“分子缝合针分子缝合针”将将DNADNA片段再连接起来片段再连接起来“分子运输车分子运输车”将体外重组好的将体外重组好的DNADNA导

4、入导入受体细胞受体细胞“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细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“缝合缝合”关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”运载体运载体1.1DNA重组技重组技术的基本工具术的基本工具 1.1、DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀”-”-“分子缝合针分子缝合针”-”-“分子运输车分子运输车”-”-限制性核

5、酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶运运载体载体 1、简称：、简称：2、来源：、来源：一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”主要从原核生物中主要从原核生物中分离纯化出来的。分离纯化出来的。限制酶限制酶你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？是什么吗？脱氧核苷酸的结构脱氧核苷酸的结构 G1234512345 A3,5-磷磷酸二酯酸二酯键键磷酸二酯键磷酸二酯键3、作用：、作用：一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”切割切割DNA，使磷酸二酯键断开，使磷酸二酯键断开磷酸二酯键磷酸二酯键4、识

6、别特点：、识别特点：一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”识别特定的核苷酸序列，切割特定切点，识别特定的核苷酸序列，切割特定切点，具有专一性具有专一性4、作用结果：、作用结果：一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”产生黏性未端和平末端产生黏性未端和平末端3、特点、特点:4、作用：、作用：5、结果：、结果：1、简称：、简称：2、来源：、来源：工具工具1：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶主要在主要在原核生物原核生物中中限制酶限制酶识别特定核苷酸序列识别特定核苷酸序列,切割特定切点切割特定切点（专一性）（专一性）切割切割DNA产生黏性未端或平末端

7、产生黏性未端或平末端要想获得某个特定性状的基因必须要用限制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？可产生几个黏性酶切几个切口？可产生几个黏性(平平)末端？末端？要切两个切口，产生四个黏性要切两个切口，产生四个黏性(平平)末端。末端。如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶用同一种限制酶来切割，会怎样呢？来切割，会怎样呢？会产生会产生相同的黏性相同的黏性(平平)末端末端，然后让两，然后让两者的黏性者的黏性(平平)末端末端黏合黏合起来，就似乎可以合起来，就似乎可以合成重组的成重组的DNA分子了。分子了。思考思考?基因的针线：基因的针线：DNADNA连接酶连接酶G A

8、 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同种限制酶同种限制酶切割切割1、作用、作用:把把DNA片段片段拼接成新的拼接成新的DNA，2、作用原理：、作用原理：催催化化磷磷酸酸二二酯酯键键形形成成,不是氢键不是氢键二、二、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”3、类型：、类型：类型EcoliEcoliDNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶T T4 4DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶来源来源来源来源功能功能功能

9、功能大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体只能连接只能连接只能连接只能连接黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端能连接能连接能连接能连接黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端和和和和 平末端平末端平末端平末端两两DNADNA片段要具有片段要具有互补互补的黏性末端的黏性末端才能拼起来才能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来起来，注意：注意：DNADNA连接酶可连接双链连接酶可连接双链DNADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能连接单链但不能连接单链DNADNA！A A T T GA A T

10、T GC CA AA AT TT TA AA AT TDNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶的作用聚合酶的作用返回返回DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质化学本质化学本质不不同同点点模板模板作用对象作用对象 作用结果作用结果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯键磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重组组DNA分子分子形成形成DNA的一条的一条链链基因工程基因工程DNA复制复制DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较只能将只能将单个核苷单个核苷酸酸连接到

11、已有的连接到已有的DNADNA片段上，形片段上，形成磷酸二酯键成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体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？可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失不能进行不能进行不能进行不能进行DNADNA的重组的重组的重组的重组载体上应有标记基因载体上应有标记基因载体上应有标记基因载体上应有标记基因 1、载体必须具备的条件：载

12、体必须具备的条件：能够在受体细胞中能够在受体细胞中复制并稳定地保存复制并稳定地保存；具有一至多个具有一至多个限制酶切点限制酶切点，以便与，以便与 外源基因连接外源基因连接具有某些具有某些标记基因标记基因，供重组，供重组DNA的检测和的检测和鉴定。鉴定。三、基因进入受体细胞的载体三、基因进入受体细胞的载体 “分子运输车分子运输车”2、常用的载体：、常用的载体：质粒，质粒，噬菌体的衍生物，噬菌体的衍生物，动植物病毒等动植物病毒等能能能能复制复制复制复制并带着并带着并带着并带着插入的目的基插入的目的基插入的目的基插入的目的基因一起复制因一起复制因一起复制因一起复制有有有有切割位点切割位点切割位点切割

13、位点有有有有标记基因标记基因标记基因标记基因3、质粒、质粒本质：小型本质：小型本质：小型本质：小型环状环状DNA分子。分子。分布：许多细菌、分布：许多细菌、分布：许多细菌、分布：许多细菌、酵母菌等生物酵母菌等生物酵母菌等生物酵母菌等生物小结小结基因工程基因工程的工具的工具限制酶限制酶主要存在于原核生物中主要存在于原核生物中具有专一性具有专一性(识别序列识别序列)切开切开DNA分子的磷酸二酯键分子的磷酸二酯键DNA连连接酶接酶连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键种类种类E.coliDNA连接酶连接酶T4DNADNA连接酶连接酶运载运载工工具具具备的具备的条件条件结构简单结构简单,大小适中大小适中能在受体

14、细胞中自能在受体细胞中自我复制并稳定存在我复制并稳定存在具一个或多个限制酶切位点具一个或多个限制酶切位点具标记基因具标记基因质粒、质粒、噬菌体衍生物噬菌体衍生物、动植物病毒、动植物病毒1 1、下列不适合用于基因工程的运载体、下列不适合用于基因工程的运载体是（是（）A A、质粒、质粒 B B、噬菌体、噬菌体 C C、细菌、细菌 D D、病毒、病毒选选我我C2、下列说法正确的是、下列说法正确的是：（：（）A、限制酶的切口一定是、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列碱基序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、重组技术所用的工具酶是限制酶、重组技术所用的工具酶是限制酶、连接酶、运载体连接酶、运载体 D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因、利用运载体在宿主细胞内对目的基因 进行大量复制的过程可称为进行大量复制的过程可称为“克隆克隆”选选我我D审题审题