《基因重组技术的基本工具》.ppt

湖南省长沙市一中卫星远程学校,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖南省长沙市一中卫星远程学校,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖南省长沙市一中卫星远程学校,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修3,专题,1-,基因工程,现代科技专题,1.本节重点-DNA重组技术所需的三种基,本工具的作用。,2.本节难点-基因工程中运载体需要具,备的条件。,DNA重组技术的基本工具,1980,年第一例转基因动物,(,转基因小鼠,),1973年转基因微生物,(转基因大肠杆菌),1983,年第一例转基因植物,(,转基因烟草,),转基因抗虫棉,基因工程的概念,基因工程,-,通俗地说，就是按照人们的意愿，在,生物体外,，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，从而创造出人类所需要的,新的生物类型或基因产物，定向,改造生物的遗传性状。,又叫做,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。,基因工程培育抗虫棉的简要过程？,普通棉花,(,无抗虫特性,),具有抗虫基因的苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,导入,棉花细胞,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特性,),【复习回顾】,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,“,分子手术刀”,限制性核酸内切酶,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二：,抗虫基因与棉花,DNA“,缝合”,关键步骤三：,抗虫基因进入棉花细胞,“,分子缝合针”,DNA,连接酶,“分子运输车”,载体,EcoR,黏性末端,黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA两链分别切开时，产生的是-,黏性末端,Sma,平末端平末端,1,、限制酶能切割,DNA,分子，在原核生物内难道不会破化它本身的,DNA,，又对它有什么作用？,疑 问,?,1,、,DNA,分子不具备该种限制酶的识别切割序列；,2,、通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使了限制酶不能切开。,原核生物容易受到自然界外源DNA入侵，而生物在长期的进化过程中形成了一套比较完善的防御机制，限制酶就是这样一种防御工具。所以在原核生物中，限制酶主要起到切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自己的目的。,2、限制酶切断的部位是否含配对的碱基,之间的氢键？,疑 问,?,切割特定部位的两个,核苷酸之间的,磷酸二酯键,A,T,G,G,C,A,T,C,T,T,C,G,A,A,（“磷酸,脱氧核糖”之间的键）,T,A,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,3、限制酶与DNA解旋酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键,将,DNA,两条链的氢键打开形成两条单链,4、限制酶与DNA水解酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的,DNA.,切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。,5,、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,疑 问,?,会产生,相同的黏性,(,平,),末端,，然后让两者的黏性,(,平,),末端,黏合,起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,下列黏性末端属于同一种限制性内切酶切割的是（）,A,B,C,D,（,规律技巧小结：找同一种限制性内切酶切割的黏性末端时，,第一要看游离碱基能否互补配对，第二要看两条链上的切点是否相同。,这是由酶的,专一性,决定的，当然限制酶也具有这个特点。）,C,二、“分子缝合针”,DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用：,3,、区别：,二、“分子缝合针”,DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用：,3,、区别：,Ecoli DNA,连接酶,T,4 DNA,连接酶,将双链,DNA,片断“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,。,可把,互补的,黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,。,Ecoli DNA,连接酶或,T,4,DNA,连接酶,T,4,DNA连接酶,既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端但连接,平末端之间之间的,效率较低。,Ecoli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T,4,噬菌体,恢复,磷酸,二酯键,只能连接,黏性末端,能连接,黏性末端,和,平末端,(,效率较低,),相同点,差别,DNA,连接酶有连接单链,DNA,的本领吗？,迄今为止，所发现的,DNA,连接酶都,不具有,连接单链,DNA,的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链,DNA,的酶。,思考与探究,P7,都能催化形成,磷酸二酯键,都是蛋白质,不需要,需要,形成完整的重组,DNA,分子,形成,DNA,的一条链,基因工程,DNA,复制,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶的比较,只能将单个核苷酸连接到已有的,DNA,片段上，形成磷酸二酯键,在两个,DNA,片段之间形成磷酸二酯键,三、“分子运输车”,载体,1,、种类：,2,、作用：,3,、作为载体需要具备的条件,三、“分子运输车”,载体,1,、种类：,2,、作用：,噬菌体衍生物,动植物病毒,质粒,（最常用）等,是用它做运载工具，将目的基因转运到受体细胞中去,。,3,、作为载体需要具备的条件,载体需要的条件：,目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？,作为分子运输车,载体，如果没有切割位点将会怎样？,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？,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？,3,、作为载体需要具备的条件,（1）在受体细胞中能自我复制并稳定存在,（2）有一个至多个限制酶切割位点，供外源,DNA,片段插入其中,（3）有标记基因，便于筛选,（4）对受体细胞无害,有标记基因的存在，可用含青霉素的培养基鉴别,。,有切割位点,能复制并带着插入的目的基因一起复制,质粒,裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子,最常用载体,质粒,实际上在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。,【本堂小结】,基因重组技术的基本工具,“,分子手术刀”,（限制性核酸内切）,“分子缝合针”,（,DNA,连接酶）,“分子运输车”,（载体）,来源,作用,结果,种类,具备的条件,种类,作用,反馈,练习,，巩固提高,质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置（插入点有,a,、,b,、,c,），请根据表中提供细菌的生长情况，推测,三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是：（）,A,是,c,；,是,b,；,是,a B,是,a,和,b,；,是,a,；,是,b,C,是,a,和,b,；,是,b,；,是,a D,是,c,；,是,a,；,是,b,A,