选修3-1-1DNA重组技术的基本工具课件.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,*,基因工程,第一节：,DNA,重组技术的基本工具,据,WTO,调查：,2004,年全世界因狂犬病致死人数约,5.5,万人,中国卫生部通报：,2004,年月，狂犬病列法定报告传染病死亡数之首。,发病死亡率近,100%,.,能产生狂犬病抗体蛋白的转基因植物,基因工程的别名,DNA,重组技术,操作环境,生物体外,操作对象,基因,操作水平,DNA,分子水平,基本过程,剪切拼接导入表达,结果,人类需要的基因产物或性状,概念分析：,问题探讨：,苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。,让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。,想一想,需要做哪些关键工作？,苏云金芽孢杆菌,毒蛋白,普通棉花抗虫棉,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,棉花细胞,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特性,),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,重组,DNA,导入,形成,基因工程培育抗虫棉的简要过程,基因工程培育抗虫棉的关键步骤,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：,形成重组,DNA,关键步骤三：,重组,DNA,导入受体,(,棉花,),细胞,“,分子手术刀,”,限制性核酸内切酶,主要来源,：,2.,种类与,命名,：,3.,作用：,4.,作用结果：,主要是从,原核生物,中分离纯化出来的一类酶。,约,4000,种,识别特定的核苷酸序列，断裂磷酸二酯键,。,形成,粘性末端或平末端,现在已经从约,300,种微生物中分离出约,4000,种限制性内切酶,(,限制酶,),。,E,co,R,S,ma,粘质沙雷氏杆菌,（,Serratia,marcesens,）,大肠杆菌,（,Escherichia,coli,R,）,练习：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,限制性核酸内切酶作用的是,DNA,分子中的什么键？,磷酸二酯键,即脱氧核糖、磷酸之间的连接,A,T,G,G,C,A,T,C,T,T,C,G,A,A,G,P,A,P,A,G,Go back,EcoR,黏性末端,黏性末端,什么叫黏性末端？,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,。,限制酶,DNA,解旋酶,区别,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,限制酶,DNA,水解酶,区别,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.,（双链）,切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。,目的基因所在,DNA,片段,载体,DNA,片段,EcoR,EcoR,DNA,连接酶,可把黏性末端之间的,缝隙,“,缝合,”,起来，,Ecoli DNA,连接酶或,T,4,DNA,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,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗？,T,4,DNA,连接酶,还可把,平末端之间的缝隙,“,缝合,”,起来，但效率较低,尝试写出下列序列受,EcoRI,限制酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,“,分子运输车,”,基因进入受体细胞的载体,1.,作用：,2.,条件,：,3.,种类：,质粒,、,噬菌体的衍生物和动植物病毒等。,将外源基因送入受体细胞。,有,1,多个限制酶切点,对受体细胞无害,使导入基因,能在受体细胞中复制、表达,有某些标记基因，便于筛选,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？,作为载体的必要条件,:,Go back,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,基因工程,的工具,限制酶,主要存在于原核生物中,具有专一性,(,识别序列,),切开,DNA分子的磷酸二酯键,DNA,连,接酶,连接磷酸二酯键,种类,E.coliDNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,载体,具备的,条件,质粒、,噬菌体衍生物、动植物病毒,种类,能自我复制,有一个或多个酶切割位点,有标记基因,对受体细胞无害,思考与探究,P7,2,、,为什么限制酶不剪切细菌本身的,DNA,？,通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其,DNA,分子中或者,不具备,这种限制酶的,识别切割序列,；或者通过甲基化酶,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,。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的,DNA,被切断，并且可以防止外源,DNA,的入侵。,3,、天然的,DNA,分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？,提示：,基因工程中作为载体使用的,DNA,分子很多都是质粒（,plasmid,），即独立于细菌拟核染色体,DNA,之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的,DNA,分子。,是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？,不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：,思考与探究,P7,1,）载体,DNA,必需有,一个或多个限制酶,的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是,在质粒本身需要的基因片段之外,，这样才不至于因目的基因的插入而失活。,2,）载体,DNA,必需具备,自我复制的能力,，或整合到受体染色体,DNA,上随染色体,DNA,的,复制而同步复制,。,3,）载体,DNA,必需,带有标记基因,，以便重组后进行重组子的筛选。,4,）载体,DNA,必需,是安全的,，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。,5,）载体,DNA,分子,大小应适合,，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。,实际上自然存在的质粒,DNA,分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。,4,、,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,P7,1),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,DNA,D,练习,2,）有关基因工程的叙述中，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载体,C,、载体必须具备的条件之一是：具有,多个限制酶 切点，以便与目的基因连接,D,、,DNA,连接酶使黏性末端的碱基之间,形成氢键,C,练习,3,）同一种限制酶切割成的黏性末端是,A,.,B,.,C,.,D,.,A,（,10,江苏卷）,4.,下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图,l,、图,2,中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：,（,1,）一个图,1,所示的质粒分子经,Sma,切割前后，分别含有,个游离的磷酸基团。,（,2,）若对图中质粒进行改造，插入的,Sma,酶切位点越多，质粒的热稳定性越,。,（,1,）,0,、,2,（,2,）高,（,3,）用图中的质粒和外源,DNA,构建重组质粒，不能使用,Sma,切割，原因是,。,（,4,）与只使用,EcoR I,相比较，使用,BamH,和,Hind,两种限制酶同时处理质粒、外源,DNA,的优点在于可以防止 。,（,3,）,Sma,会破坏质粒的抗性基因、外源,DNA,中的目的基因,（,4,）质粒和含目的基因的外源,DNA,片段自身环化,（,5,）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入,酶。,（,6,）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了,。,（,5,）,DNA,连接 （,6,）鉴别和筛选含有目的基因的细胞,