DNA重组技术的基本工具(1)44455.pptx

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1、 课标要求：现代生物科技专题 拓展学生的生物科技视野,增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物学类专业奠定基础。模块解读 课程标准中有关现代生物科技专题的核心知识的要求 课程标准中有关现代生物科技专题的核心知识的要求 细胞工程 本模块知识内容的构建顺序：基因工程 基因工程 细胞工程 细胞工程 胚胎工程 胚胎工程 生态工程 生态工程 分子水平 分子水平 细胞水平 细胞水平 个体水平 个体水平群体水平 群体水平微观宏观中观专题一基因工程科技探索之路 1944 1944年，年，艾弗里艾弗里证明证明DNADNA是遗传物质，是遗传物质，DNADNA可从可从一种生物个体转移到另一种生物个体。一种生物个体转

2、移到另一种生物个体。科技探索之路 1953年，沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构模型。科技探索之路克里克等提出中心法则DNADNARNARNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译逆转录逆转录复制复制科技探索之路 19631963年年尼伦伯格和马太尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的破译编码氨基酸的遗传密遗传密码码，19661966年年霍拉纳霍拉纳用实验加以证明。用实验加以证明。基础理论和技术发展催生了基因工程 基因工程，又叫DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传特性。基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作

3、对象操作水平基本过程结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切 拼接 导入 表达每100kg 猪或牛的胰腺中仅可提取4到5g。1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。治疗糖尿病特效药 据WTO调查：2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿人，我国约6000万。胰岛素胰岛素思考思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？过的基因的什么过程有关？DNA(DNA(基因基因)m

4、RNAmRNA蛋白质蛋白质(性状性状)转录转录翻译翻译某种药物蛋白的基因烟草的DNA准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）限制性内切酶DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）DNA连接酶基因转移工具（“分子运输车”）运载体 DNA重组技术的基本工具学习目标1、明确基因工程的原理。2、举例说明基因工程的操作工具、种类和作用。3、运用所学的DNA重组技术，模拟制作重组DNA分子模型。自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的情况？2.单细胞生物并没有在进化中灭绝，有何保护机制？可能产生了一些特殊的酶来防范。可而这种酶能识别外来侵入的DNA并将其分解，而对自身的DNA不能起作用。“分子手术刀”限制性

5、核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀”限制性核酸内切酶“分子手术刀”1.主要来源：2.种类与命名：主要从原核生物中分离纯化现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶(限制酶)。例如：流感嗜血杆菌的d菌株(Haemophilus influenzae d)中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:Hind、Hind 和Hind 限制性核酸内切酶“分子手术刀”1.主要来源：2.种类与命名：3.功能（特异性）识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物中分离纯化 T磷酸二酯键12 34512345 A限制性核酸内切酶“分子

6、手术刀”1.主要来源：2.种类与命名：3.功能（特异性）4.限制酶识别序列识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物中分离纯化 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成限制酶的识别序列限制性核酸内切酶“分子手术刀”1.主要来源：2.种类与命名：3.功能（特异性）4.限制酶识别序列5.作用结果：识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物中分离纯化产生黏性末端或平末端 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数的识别序列由4、5或8

7、个核苷酸组成 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。EcoR 黏性末端黏性末端Sma 平末端平末端GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGEcoREcoRGGAATTCAATTCCTTAACTTAAGGGGAATTCAATTCCTTAACTTAAGG不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的DNADNA片段连接起来片段连接起来生物生物AA基因片段基因片段生物生物BB基因片段基因片段GGAATTCAATTCCTTAACTTAAGGGGAATTC

8、AATTCCTTAACTTAAGG酶切酶切“分子缝合针”DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，EcoliDNAEcoliDNA连接酶或连接酶或TT44DNADNA连接酶连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键T4DNADNA连接酶连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T T4 4DN A DN A连接酶 连接酶比较几种酶的作用断开的化学键 结果限制性内切酶DNA酶DNA解旋酶特定位置的磷酸二酯键碱基对之间的氢键脱氧核苷酸DNA片段特定末端DNA

9、单链全部的磷酸二酯键DNA连接酶 DNA聚合酶连接DNA链 双链 单链连接部位 在两DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯键模板 不需要 需要DNA连接酶与DNA聚合酶是同一物质吗?聚焦二：“分子缝合针”-DNA连接酶DNA复制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，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。基因进入受体细胞的载体“分子运输车”运载体需要的条件：有1多个限制酶切点对受体细胞无害导入基因能在受体细胞中复制、表达有某些标记基因，便于筛选常用运载体：细菌的质粒 噬菌体的衍生物或某些动植物病毒

10、假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？常用的载体：质粒能复制并带着能复制并带着插入的目的基插入的目的基因一起复制因一起复制有切割位点有切割位点有标记基因的有标记基因的存在，可用含存在，可用含氨苄青霉素的氨苄青霉素的培养基鉴别培养基鉴别限制性核酸内切酶（分子手术刀)识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物中分离纯化产生黏性末端或平末端功能来源结果DNA连接酶

11、（分子缝合线)基因进入受体细胞的载体（分子运输车)功能种类种类条件对受体细胞无害。Ecoli连接酶将切下来的DNA片段拼接成新的DNA片段。T4 DNA连接酶能在受体细胞中稳定保存并大量复制。有一个至多个限制酶切割位点。有特殊的遗传标记基因，便于筛选。质粒、动植物病毒和噬菌体的衍生物。总 结课下制作：使用EcoRI酶、E.coliDNA连接酶形成的DNA重组的模型，下节课展示。CTGCAG(1)GCCGGCTTAAGACGTCGCCGGTCAAATTCG(2)(3)(5)(6)(7)(8)CTGCAGGACGTC(1)(5)GTCAACTGACTGGTCA(2)(7)GCCGGCCG(6)(3

12、)（4）GCTTAAAATTCG(8)可缝合两片断，上下左右颠倒颠v 1、关于限制酶的说法中，正确的是（）v A限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列v BEcoRI切割的是GA之间的氢键v C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAv D限制酶只存在于原核生物中练习2、DNA连接酶催化的反应是()v ADNA复制时母链与子链之间形成氢键B黏性末端碱基之间形成氢键v C两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接v DA、B、C都不正确3.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（）v A.同种限制酶B.两种限制酶v C.同种连接酶D.两种连接酶Ac3、作为基因的运输

13、工具载体，必须具备的条件及理由是()v A能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因v B具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达v C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件v D能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选A4.基因工程常用的受体细胞有（）（1）大肠杆菌（2）枯草杆菌（3）支原体（4）动植物细胞A.（3）（4）B.（1）（2）（4）C.（2）（3）（4）D.（1）（2）（3）B5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为()A目的基因上有标记 B质粒具有某些标记基因C重组质粒能够复制 D以上都不正确D3.不属于质粒被选为基因运载体的理由是（）A、能复制B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因D、它是环状DNAD4.以下说法正确的是 A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键C演讲完毕，谢谢观看！