选修三-DNA重组技术的基本工具-人教版.ppt

专题一 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具讲课人：时 间：班 级：基基因因工工程程与与我我们们基因工程基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过计，并通过体外体外DNADNA重组重组和和转基因转基因等技术，赋予等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造更符合人们需要的生物以新的遗传特性，从而创造更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。新的生物类型和生物产品。基因工程又叫基因工程又叫DNADNA重组技术重组技术你还记得基因工程都需要那些工具吗？你还记得基因工程都需要那些工具吗？限制酶限制酶分子手术刀分子手术刀DNADNA连接酶连接酶分子缝合针分子缝合针载体载体分子运输车分子运输车一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶GAATTCCTTAAG识别序列识别序列例例1 1：EcoEcoR R一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶简称简称“限制酶限制酶”。主要从原核生物中分离纯化出来主要从原核生物中分离纯化出来能够识别双链能够识别双链DNADNA分子的特定核苷酸序列并切割分子的特定核苷酸序列并切割限制酶切割的是什么？限制酶切割的是什么？两个核苷酸之间的磷酸二酯键两个核苷酸之间的磷酸二酯键GAATTCCTTAAG切割位点切割位点一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶CCCGGGGGGCCC例例2 2：SmaSmaEcoEcoR R和和SmaSma切割产生的结果有什么不同切割产生的结果有什么不同？黏性末端黏性末端平末端平末端一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶简称简称“限制酶限制酶”。主要从原核生物中分离纯化出来主要从原核生物中分离纯化出来能够识别双链能够识别双链DNADNA分子的特定核苷酸序列并切割分子的特定核苷酸序列并切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键两个核苷酸之间的磷酸二酯键产生产生 黏性末端和平末端黏性末端和平末端二、二、DNADNA连接酶连接酶连接的是什么？连接的是什么？GAATTCCTTAAG连接的原则是什么连接的原则是什么？连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键连接的两个末端需遵循碱基互补配对原则连接的两个末端需遵循碱基互补配对原则末端有两类，连接他们的酶会相同吗末端有两类，连接他们的酶会相同吗？黏性末端黏性末端平末端平末端二、二、DNADNA连接酶连接酶1 1、E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶2 2、T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶从大肠杆菌从大肠杆菌中分离得到中分离得到，只能连接黏性末端。，只能连接黏性末端。从从T T4 4噬菌体中分离得到，既能能连接黏性末噬菌体中分离得到，既能能连接黏性末端，也能连接平末端。端，也能连接平末端。（连接平末端成功概率低）（连接平末端成功概率低）三、载体三、载体将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。常用的载体有质粒、常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植噬菌体的衍生物、动植物病毒等。物病毒等。质粒质粒拟核中的拟核中的DNADNA质粒质粒 独立与拟核独立与拟核DNADNA之外的、具有自我之外的、具有自我复制能力的环状复制能力的环状DNADNA分子。分子。质粒质粒复制原点复制原点酶切位点酶切位点标标记记基基因因 条件：条件：一至多个酶切位点，供外源基一至多个酶切位点，供外源基因插入其中；因插入其中；在宿主细胞中自我复制，提供在宿主细胞中自我复制，提供大量目的基因；大量目的基因；有标记基因，供重组有标记基因，供重组DNADNA的鉴定的鉴定和筛选；和筛选；对宿主细胞无害。对宿主细胞无害。标记基因标记基因例如：氨苄青霉素抗性基因例如：氨苄青霉素抗性基因含氨苄青霉素含氨苄青霉素含标记基因含标记基因不含标记基因不含标记基因死亡死亡存活存活筛选鉴定筛选鉴定练习：1 1、下列四条、下列四条DNADNA分子，彼此间具有互补粘性末分子，彼此间具有互补粘性末端的一组是（端的一组是（）A.B.C.D.A.B.C.D.A2 2、回忆、回忆DNADNA连接酶相关知识，回答下列问题：连接酶相关知识，回答下列问题：（1 1）作用：恢复被）作用：恢复被_切开的两个脱氧核苷切开的两个脱氧核苷酸之间的酸之间的_。（2 2）分类）分类一种是从大肠杆菌分离得到的一种是从大肠杆菌分离得到的_。只能够只能够“缝合缝合”_。另一种是从大肠杆菌分离得到的，称为另一种是从大肠杆菌分离得到的，称为_。既能够既能够“缝合缝合”_，又能够，又能够“缝合缝合”_。限制酶限制酶磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端平末端平末端T4DNA连接酶连接酶练习：Ecoli DNADNA连接酶连接酶练习：3 3、如图，两个核酸片段在适宜条件下，经、如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X X酶酶的催化作用，发生了下述变化，则的催化作用，发生了下述变化，则X X酶是（酶是（）A.DNAA.DNA连接酶连接酶 B.RNA B.RNA聚合酶聚合酶C.DNAC.DNA聚合酶聚合酶 D.D.限制酶限制酶 A4 4、载体必备条件：、载体必备条件：（1 1）必须有一个或多个）必须有一个或多个_，以便，以便目的基因插入载体中。目的基因插入载体中。（2 2）必须能够在受体细胞内稳定保存并具备）必须能够在受体细胞内稳定保存并具备_的能力，或整合到受体细胞的染色体的能力，或整合到受体细胞的染色体DNADNA上，随染色体上，随染色体DNADNA进行同步复制，以便目的基进行同步复制，以便目的基因稳定遗传。因稳定遗传。（3 3）必须带有）必须带有_，以便重组后进行，以便重组后进行重组重组DNADNA的鉴定和选择的鉴定和选择。（4 4）必须是）必须是_的，不会对受体细胞有害。的，不会对受体细胞有害。限制酶切割位点限制酶切割位点自我复制自我复制标记基因标记基因安全安全练习：练习：5 5、下列有关质粒的叙述中正确的是（、下列有关质粒的叙述中正确的是（）A A质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器粒状细胞器B B质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状型环状DNADNA分子分子C C质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制细胞内复制D D细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的外独立进行的 B练习：6 6、基因的运输工具、基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一运载体，必须具备的条件之一及理由是（及理由是（）A.A.能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因以便提供大量的目的基因B.B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C.C.具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件条件D.D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选筛选 A 7 7、下列哪一项不是基因工程中最基本的操、下列哪一项不是基因工程中最基本的操作工具（作工具（）A A.限制酶限制酶B.DNAB.DNA连接酶连接酶C.DNAC.DNA聚合酶聚合酶D D.运载体运载体 C练习：8 8、在基因工程中，科学家所用的、在基因工程中，科学家所用的“分子手分子手术刀术刀”“”“分子缝合针分子缝合针”和和“分子运输车分子运输车”分别指（分别指（）A A.大肠杆菌病毒、质粒、大肠杆菌病毒、质粒、DNADNA连接酶连接酶B.B.噬菌体、质粒、噬菌体、质粒、DNADNA连接酶连接酶C.DNAC.DNA限制酶、限制酶、RNARNA连接酶、质粒连接酶、质粒D.DNAD.DNA限制酶、限制酶、DNADNA连接酶、质粒连接酶、质粒 D练习：9 9、人们常使用的质粒分子往往含有一个抗、人们常使用的质粒分子往往含有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（）A A.提高受体细胞在自然条件中的耐药性提高受体细胞在自然条件中的耐药性B.B.有利于对目的基因是否导入进行检测有利于对目的基因是否导入进行检测C.C.增加质粒分子的分子量增加质粒分子的分子量D.D.便于与外源基因连接便于与外源基因连接 B练习：1010、下图表示限制酶切割某下图表示限制酶切割某DNADNA分子的过程，分子的过程，从下图中可知，该限制酶能识别的碱基序从下图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及其切割位点是（列及其切割位点是（）A A.GAATTC.GAATTC，G G和和A A之间之间B.GAATTCB.GAATTC，C C和和T T之间之间C.CTTAAGC.CTTAAG，C C和和T T之间之间D.CTTAAGD.CTTAAG，A A和和G G之间之间 A练习：1111、可作为、可作为“分子运输车分子运输车”的是（的是（）天然质粒天然质粒 人工改造的质粒人工改造的质粒 噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物 动植物病毒动植物病毒A.A.B.B.C.C.D.D.练习：C1212、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（）A.A.单倍体育种单倍体育种 B.B.杂交育种杂交育种C.C.基因工程育种基因工程育种 D.D.多倍体育种多倍体育种练习：C1313、在受体细胞中能检测出目的基因是因为（、在受体细胞中能检测出目的基因是因为（）A.A.质粒与目的基因重组后能够复制质粒与目的基因重组后能够复制B.B.目的基因上具有标记基因目的基因上具有标记基因C.C.质粒上上具有标记基因质粒上上具有标记基因D.D.以上都不正确以上都不正确练习：C1414、下图为四种限制酶的识别序列和切割位点，其中、下图为四种限制酶的识别序列和切割位点，其中哪两种限制酶切割出来的末端可以互补黏合（哪两种限制酶切割出来的末端可以互补黏合（）A.A.BamH和和EcoR B.B.BamH和和HindC.C.EcoR和和Hind D.D.BamH和和Bgl练习：D1 1、豇豆对多种害虫具有抗性，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制基因、豇豆对多种害虫具有抗性，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制基因（CpT基因基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是因是CpT蛋白质的积累量不足。经过体外对蛋白质的积累量不足。经过体外对CpT基因进行修饰后，基因进行修饰后，CpT蛋蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示。请根据以上白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示。请根据以上材料回答下列问题：材料回答下列问题：（1 1）在）在过程中，首先要用过程中，首先要用 酶切开，暴露出酶切开，暴露出 ，再用，再用 酶连接。酶连接。（2 2）将）将CpT基因导入水稻最常用的工具基因导入水稻最常用的工具是是 。拓展练习 同种限制同种限制黏性末端黏性末端DNA连接连接质粒质粒2 2、现有一长度为、现有一长度为10001000碱基对（碱基对（bpbp）的）的DNADNA分子，用分子，用EcoR酶切后得酶切后得到的到的DNADNA分子仍是分子仍是1000bp1000bp，用，用Kpn单独酶切得到单独酶切得到400bp400bp和和600bp600bp两种两种长度的长度的DNADNA分子，用分子，用EcoR、Kpn同时酶切后得到同时酶切后得到200bp和和600bp两两种长度的种长度的DNA分子。该分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是分子的酶切图谱正确的是（）D拓展练习