1.1基因工程的工具.ppt

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,：现代生物科技专题内容概述（,5,个专题）,专题,1,：基因工程,基因工程步骤？工具、应用、蛋白质工程？,1.,动物细胞培养,如何培养？,必要条件？,应用？,专题,2,：细胞工程,2.,核移植技术,具体操作？,应用前景？,专题,2,：细胞工程,3.,动物细胞融合,自然状态下不同种的动物细胞能融合？应用？,专题,2,：细胞工程,4.,单克隆抗体,专题,2,：细胞工程,1.,体内受精,2.,早期胚胎发育,专题,3,：胚胎工程,3.,体外受精,4.,早期胚胎培养,专题,3,：胚胎工程,专题,1,：基因工程,专题,2,：细胞工程,专题,3,：胚胎工程,专题,4,：生物技术的安全性和伦理,现代生物技术专题,评价要求,(,过程性评价、终结性评价）,1,、试卷形式：（体现三维度）,70%-,笔试,2,、过程性评价,:,（,30%,）：,（）课堂表现（,10%,）,:3%,单元测试，,7,课堂表现,5,周公布网上查询,1,次 （）作业完成情况（,20%,）：每周交,1,次（周二或周四上午）,(3),单元测试：,专题,:,基因工程,什么叫基因工程？,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。该技术是在,生物体外,，通过对,DNA,分子进行人工“,剪切,”和“,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,。,基因工程的概念,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,变异的实质,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,（定向改变生物性状）,剪切,拼接,导入,表达,基因重组,理解概念：,新的生物 产 品,甲生物,乙生物,取出优秀基因,“,剪切,”,“,拼接,”,新类型,表达,基因工程,实例,:,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,苏云金芽孢杆菌,(,有抗虫特性,),普通棉花,(,无抗虫特性,),抗虫基因,与载体（,DNA),结合,导入,棉花细胞,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特性,),提取,通过观察抗虫棉的培育过程，你认为关键的步骤是什么？,提取,培育,小结：基因工程培育抗虫棉的,关键步骤,及需要的,工具,：,关键步骤一：,苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,关键步骤二：,抗虫基因与运载体,DNA,连接,关键步骤三：,抗虫基因,导入,受体,(,棉花,),细胞,基因的剪刀,限制性核酸内切酶,基因的针线,DNA,连接酶,基因的运载工具,运载体,专题,1:,基因工程,1.1:DNA,重组技术的基本工具,基因操作的工具,1,、基因的剪刀,限制性核酸内切酶,2,、基因的针线,DNA,连接酶,3,、基因的运输工具,运载体,一,.“,基因的剪刀”,限制性核酸内切酶,简称,限制酶,科学家最初最可能从什么生物中找到这种酶？,来源,：主要从,原核生物？,思考,：,原核生物易受外源,DNA,的入侵，,防御机制,-,防外病原物的侵害。,(,限制酶,-,防御性工具,:,外源,DNA,侵入，限制酶将外源,DNA,切掉，保证自身的安全。,),思考,1,：限制酶在原核生物中的作用？,思考,2:,为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的,DNA,？,细菌,DNA:,1.,不具备该限制酶的,识别,切割,序列,，,2.,甲基化酶将,甲基,转移到所,识别序列,的碱基上，,使限制酶不能将其切开。,重播,限制酶的切割过程：,实例,:E.coli,限制酶的切割,DNA,只识别,GAATTC,序列，切割,GA,之间,结论,:,切的是”梯子扶手”的键,非氢键,切开的两条单链的切口，带伸出的核苷酸，之间正好互补配对，这样的切口叫,黏性末端,。,E,coRI,限制酶的切割结果：,注意”黏”,G A A,T T C,C T T,A A G,G,C T T,A A,G,A A,T T C,C C C,G G G,G G G,C C C,C C C,G G G,G G G,C C C,中轴线,Eco,R,（在,G,与,A,之间切割）,Sma,（在,G,与,C,之间切割）,黏性末端,平末端,1.,限制酶切割结果种类：,1.,在识别序列中轴线两侧切割，产生,黏性末端,；,2.,在识别序列中轴线处切割，产生,平末端。,思考,:,识别序列单链共性特点,?,识别,GA,ATTC,序列,识别,CC,CG,GG,序列,不论哪种限制酶：切割的特定序列一般是,回文序列,（两链正反读序列一致）,2.,回文序列,思考,1:,同一种限制酶切割不同生物,DNA,会如何,?,甲生物,乙生物,思考,2:,限制酶切割的不是氢键,是什么键,?,什么叫磷酸二酯键？,T,磷酸二酯键,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,结论,:,限制酶切割的是磷酸二酯键,不是氢键,G A A T T C,G,C T T A A,A A T T C,G,C T T A A G,思考,3,要想获得某个特定性状的基因,片段,，必须要用限制酶切断几个磷酸二酯键？可产生几个黏性末端？,四个磷酸二酯键,4,个黏性末端,小结一、基因剪刀,-,限制性核酸内切酶：,能识别特定核苷酸序列,（,回文序列）,；,从特定部位的两个核苷酸之间切开。,特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,作用特点：,作用：,来源：,主要从原核生物,作用位点：,特定部位两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,不是氢键,作用结果：,形成黏性末端或平末端,二、基因的针线,DNA,连接酶,（,1,）连接的部位：,“,梯子,”,断口的,“,扶手,”,磷酸二酯键,；,非,“,梯子,”,中间的,“,踏板,”,氢键,（,2,）结 果：,将两个,DNA,相同的黏性末端或平末端连接起来,注意,:,氢键是分子间作用力,断裂与重新形成均与限制酶,连接酶无关,.,连接,.swf,（,3,）,.,连接酶的类型,（按来源分类）,(1),E,coli,DNA,连接酶：,(,来源于大肠杆菌,),只能连接双链,DNA,片段互补的粘性末端,(2)T,4,DNA,连接酶：,（来源于,T,4,噬菌体）,既可以连接双链,DNA,片段 互补的粘性末端，又可以“缝合”双链,DNA,片段的平末端,注意酶的,写法,相同点：,1,、都,连接双链,DNA,的缺口，不能连接单链,DNA,。,2,、都,形成,磷酸二酯键,；,不同点：,（,1,）,DNA,聚合酶：只将,单个,核苷酸,加到已有的核酸片段的,.,DNA,连接酶：在,两个,DNA,片段,之间,.,（,2,）,DNA,聚合酶：以,一条,DNA,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,DNA,链；,DNA,连接酶：将,DNA,双链上的两个缺口同时连接起来。,不需要模板,。,DNA,聚合酶和,DNA,连接酶有何相同和不同点？,？,2,）,DNA,连接酶的分类：,Ecoli DNA,连接酶：大肠杆菌中分离得到，只能连接,黏性末端,T4 DNA,连接 酶：,T4,噬菌体中分离得到，可连接,黏性末端,和平末端,“,缝合”,切割末端之间的缝隙，,形成,磷酸二酯键，,1,）,DNA,连接酶的作用：,小结,:,二、基因的针线,-,DNA,连接酶,思考,1,：运载体的作用有哪些？,作用一：将,外源基因,(,抗虫基因,),转移到,受体细胞,(,棉花细胞,),中去。,作用二：在受体细胞,(,棉花细胞,),内，对外源基因,(,抗虫基因,),进行,大量复制,。,三、基因的,“,运输工具,”,运载体,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？,作为载体没有切割位点将怎样？,如何察觉目的基因是否进入受体细胞？,你敢用霍乱弧菌作为载体吗？,思考,2,：构建一个运载体你该考虑哪些问题？,运载体是什么物质,?,结论,:,运载体是,DNA,因为：自然状态下的运载体不能完全满足人类需要。,为何要构建运载体？,一,.,运载体,DNA,必须具备的条件,1,）能在宿主细胞中,复制,.,稳定地,保存,2,）必有,一个或多个限制酶切点,3,）具,标记基因,(,抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,),必是,安全,的,对受体细胞无害,5),大小应适合,便目的基因插入,便于鉴定和选择,便提取和体外操作,便于稳定的表达,二,.,常用的运载体主要有两类：,1,）细菌细胞质的,质粒,（,最常用）,2,）,噬菌体的衍生物,或某些,动植物病毒,质粒：,基因工程,最常用,的,运载体,。,质粒是细菌、酵母菌和放线菌等生物中,核基因以外的,DNA,分子,，,裸露、结构简单,能,自主复制,，,绝大多数细菌质粒都是,闭合环状,DNA,分子,。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点：便于限制酶识别、切割,标记基因,:,可用含青霉素的培养基鉴别。,实例,-,大肠杆菌质粒,目的基因插入位点,抗青霉素基因,复制原点,基础练习：,1.,限制性核酸内切酶,-”,分子手术刀”,(1),主要来源,:,从,_,生物中分离出来的,.,(2),特点,:,能够识别,DNA,特定的核苷酸序列,切开,两个,_,之间的,_ .,原核,脱氧核苷酸,磷酸二酯键,(3)DNA,末端,:,限制酶切割,DNA,产生的,DNA,末,端有两种形式,:_,和,_.,2.DNA,连接酶,-”,分子缝合针”,(1),作用,:,将双链,DNA_,起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,_.,(2),种类,:,E.coli DNA,连接酶,:,只能缝合,DNA,的,_T4 DNA,连接酶,:,既可缝合,DNA,的,_,又可缝合双链,DNA,的,_.,黏性末端,平末端,拼接,磷酸二酯键,黏性末端,黏性末端,平末端,3.,基因工程运输工具,-,运载体：,1.,最常用的运载体是,_,它是一种,_;,结构,_;,独立与,_DNA,之外,的小型环状,_,链,_.,2.,运载体具备的条件,:,具有,_,能力,具有,_,基因,有多个,_,切割位点,质粒,裸露,简单,拟核,双,DNA,自我复制,标记,限制酶,