DNA重组技术的基本工具.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,*,*,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,细胞工程,胚胎工程,生态工程,选修,3,现代生物科技专题,1,专题,1,基因工程,基因工程：,指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过,体外,DNA,重组,和,转基因,等技术,，赋予生物以新的遗传特性,创造,出更,符合人们需要,的新的,生物类型,和,生物产品,。由于基因工程是在,DNA,分子水平,上进行设计和施工的，因此又叫作,DNA,重组技术,。,基因工程的概念,2,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,原理,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,基因重组,优点：,定向,地,改造生物的,遗传性状,；,实现基因在,不同物种,之间的转移，迅速培育出,生物新品种,3,1,基因拼接的理论基础,(1),大多数生物的遗传物质是,DNA,。,(2)DNA,的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。,(3),双链,DNA,分子的空间结构都是规则的双螺旋结构,。,基因工程诞生的理论基础,2,外源基因在受体内表达的理论基础,(1),基因是控制生物性状的独立遗传单位。,(2),遗传信息的传递都遵循中心法则。,(3),生物界共用一套遗传密码。,4,生长快、肉质好的转基因鱼,(,中国,),转基因生物实例,乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),转入人生长激素基因的超级小鼠,转基因蓝玫瑰,5,转基因抗虫棉,6,基因工程培育抗虫棉的简要过程,：,抗虫棉的,培育有哪些,关键步骤？,苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,普通棉花,(,无抗虫特性,),棉花细胞,(,含抗虫基因,),与运载体,DNA,拼接，导入,棉花植株,(,有抗虫特性,),表达,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,7,1.1 DNA,重组技术的基本工具,“分子手术刀”限制酶,“分子缝合针”,DNA,连接酶,“分子运输车”,基因进入受体细胞的载体,8,识别双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，并且使每一条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开。,主要是,原核生物,4000,种。,1,、来源：,2,、种类：,3,、作用：,4,、结果：,形成两种末端,一、“分子手术刀”,限制性核酸内切酶,黏性末端,平末端,9,限制酶,限制性内切酶作用过程,10,什么叫黏性末端？,当限制酶,从识别序列的,中心轴线两侧切开时,，,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,，他们之间正好,互补配对,，这样的切口叫,黏性末端,。,11,什么叫平末端？,当限制酶,从识别序列的,中心轴线处切开时,，,切开的,DNA,两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫,平末端,。,12,限制酶所识别的序列有什么特点,限制酶所识别的序列，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向对称重复排列,的。,13,限制酶的识别序列：,能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有,回文序列,：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。,14,基因的针线：,DNA,连接酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,15,二、“分子缝合针”,DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用部位：,Ecoli,DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,是磷酸二酯键,（扶手）,不是氢键,（梯子）,连接黏性末端,连接黏性末端和平末端,将双链,DNA,片段,“,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,这样一个重组的,DNA,分子就形成了。,16,DNA,连接酶的作用过程,点击播放,17,常用的载体：质粒,复制起始的一段序列,有切割位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,三、,“分子运输车”,基因进入受体细胞的载体,质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中。是一种,裸露的,、,结构简单,、,独立于细菌拟核,DNA,或细胞核之外自我复制的很小的双链环状,DNA,分子,18,运载体需具备的四个条件：,有一至多个不同的限制酶切点,对受体细胞无害,导入基因,能在受体细胞中复制、表达（,能在宿主细胞内复制并稳定地保存）,具,有某些标记基因，便于筛选,常用运载体：,细菌的质粒,噬菌体衍生物,(3),动植物病毒,注意：,在基因工程操作中，运载体都是天然的质粒或病毒经过人工改造的,19,议一议,2,、能否用,SARS,病毒作为基因载体？,3,、作为载体，若没有切割位点将怎样？,4,、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？,5,、,假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？,1,、从化学组成来看，载体应含有什么成分？,双链,DNA,不能,不能进行,DNA,的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,20,拓展提升,解旋酶、,限制酶、,DNA,聚合酶、,DNA,连接酶,氢键、,磷酸二酯键,21,氢键,磷酸二酯键,22,T,磷酸二酯键,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,23,复制分步解说,24,限制酶,DNA,解旋酶,区别,限制性内切酶与,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,25,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,区别,1,区别,2,相同点,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗,?,为什么,?,1),只能将,单个核苷酸,连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键,形成,磷酸二酯键,1),在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,2),以,一条,DNA,链为模板,，,将,单个核苷酸,通过磷酸二酯键,连接成一条互补的,DNA,链,2),将,DNA,双链上的,两个缺口同时连接,起来，,不需要模板,26,课本知识回顾,基因工程又叫做,或,。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种,提取出来，加以,，然后放到另一种生物的细胞里，,改造生物的遗传性状。,基因拼接技术,DNA,重组技术,基因,修饰改造,定向地,27,限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。,识别双链,DNA,分子的某种 ，并且使每一条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的 断开。,形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,粘性末端,平末端,28,练习,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（）,同种限制酶,B.,两种限制酶,同种连接酶,D.,两种连接酶,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,29,基因工程是在,DNA,分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （）,A,、人工合成目的基因,B,、目的基因与运载体结合,C,、将目的基因导入受体细胞,D,、目的基因的检测和表达,C,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,30,据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）,A.,限制性内切酶可以切断,a,处，,DNA,连接酶可以连接,a,处,B.DNA,聚合酶可以连接,a,处,C.,解旋酶可以使,b,处解开,D.,连接,C,处的酶可以为,DNA,连接酶,D,31,限制性内切酶,的识别序列和切点是,GGATCC,，限制性内切酶,的识别序列和切点是,GATC,。在质粒上有,酶,的一个切点，在目的基因的两侧各有,1,个,酶,的切点。,请画出质粒被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,请画出目的基因两侧被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,在,DNA,连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？,能，因为具有相同的粘性末端,32,