DNA重組技術(shù)的基本工具動畫很副本1實用教案

1、 這些定向(dn xin)改造基因的設(shè)想能實現(xiàn)嗎？第1頁/共40頁第一頁，共41頁。第2頁/共40頁第二頁，共41頁。生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)基因?qū)嵗?shl)第3頁/共40頁第三頁，共41頁。第4頁/共40頁第四頁，共41頁。 基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)(jsh)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)(jsh)或基因拼接技術(shù)(jsh)。 通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某

2、種基因提取出來，加以修飾(xish)改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞中，定向地改造生物的遺傳性狀。第5頁/共40頁第五頁，共41頁。第6頁/共40頁第六頁，共41頁。 優(yōu)點(yudin)： 定向改造(gizo)生物性狀 克服遠緣(yun yun)雜交不親和的障礙 育種周期短第7頁/共40頁第七頁，共41頁。二、基因工程(jyn gngchng)的誕生（一）基礎(chǔ)理論：1、DNA是遺傳物質(zhì)的證明(zhngmng)2、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立3、遺傳密碼的破譯（二）技術(shù)(jsh)發(fā)明：第8頁/共40頁第八頁，共41頁。1、基因(jyn)轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)2、工具酶的發(fā)明3、DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)

3、明4、DNA體外重組的實現(xiàn)5、重組DNA表達實驗的成功6、第一例轉(zhuǎn)基因(jyn)生物的問世7、PCR技術(shù)的發(fā)明（二）技術(shù)(jsh)發(fā)明：第9頁/共40頁第九頁，共41頁。1 DNA重組技術(shù)的基本(jbn)工具第10頁/共40頁第十頁，共41頁。細(xì)菌(xjn)供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出DNA用限制(xinzh)酶切斷DNA用連接酶連接目的(md)基因?qū)⒅亟MDNA導(dǎo)入受體細(xì)胞擴增第11頁/共40頁第十一頁，共41頁。限制性內(nèi)切酶作用(zuyng)(zuyng)過程第12頁/共40頁第十二頁，共41頁。黏性末端平末端3、特點：特異性第13頁/共40頁第十三頁，共41頁。 G1234512345 A3,5-

4、磷酸二酯鍵3端5端3端5端磷酸二酯鍵第14頁/共40頁第十四頁，共41頁。15仔細(xì)觀察各限制酶 識別的特定(tdng)序列有何 特點？限制酶的識別(shbi)序列限制酶所識別的序列的特點是：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的 ，稱為(chn wi)回文序列第15頁/共40頁第十五頁，共41頁。中軸線在G與A之間切割(qig)大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)只能(zh nn)識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRI限制(xinzh)酶的作用第16頁/共40頁第十六頁，共41頁。黏性末端(m dun)

5、黏性末端(m dun)EcoRI限制(xinzh)酶的切割 被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。第17頁/共40頁第十七頁，共41頁。SmaI只能識別(shbi)CCCGGG序列，并在C和G之間切開。中軸線SmaI限制(xinzh)酶的作用在G與C之間切割(qig)第18頁/共40頁第十八頁，共41頁。SmaI限制(xinzh)酶的切割當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣(zhyng)的切口叫平末端。第19頁/共40頁第十九頁，共41頁。思考(sko) 在自然界中有一些生物的在自然界中

6、有一些生物的DNADNA可能進入另一種可能進入另一種 生物的細(xì)胞中。我們有沒有學(xué)過相關(guān)的實例？生物的細(xì)胞中。我們有沒有學(xué)過相關(guān)的實例？ 那么這類生物為什么沒有在長期的進化那么這類生物為什么沒有在長期的進化(jnhu)(jnhu)過程過程中被外源中被外源 DNA DNA的入侵而滅絕，它們有何保護機制？的入侵而滅絕，它們有何保護機制？限制酶切割外源DNA,使之失效(sh xio)，從而達到保護自身的目的！ 第20頁/共40頁第二十頁，共41頁。你能推測限制酶存在(cnzi)于原核生物中的作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病

7、原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證(bozhng)自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。尋根問底(xn gn wn d)為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？通過長期的進化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。 第21頁/共40頁第二十一頁，共41頁。基因(jyn)的針線：DNA連

8、接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割第22頁/共40頁第二十二頁，共41頁。兩DNA片段要具有(jyu)互補的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合(fngh)作用可把黏性末端(m dun)之間的縫隙“縫合”起來，注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！第23頁/共40頁第二十三頁，共41頁。把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸(ln

9、 sun)連接起來催化形成磷酸(ln sun)二酯鍵DNA連接酶的作用(zuyng)第24頁/共40頁第二十四頁，共41頁。 限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果(ji gu)(ji gu)，一種產(chǎn)，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接時，生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接時，所用所用DNADNA連接酶是否可以不加選擇？連接酶是否可以不加選擇？連接(linji)黏性末端連接黏性末端(m dun)和平末端(m dun)分類作用E.coli DNA連接酶連接酶T4DNA連接酶第25頁/共40頁第二十五頁，共41頁。DNADNA連接酶與連接酶與DNAD

10、NA聚合酶是一回事聚合酶是一回事(hu sh)(hu sh)嗎？嗎？T4 DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合(fngh)”起來，但效率較低DNA連接酶的縫合(fngh)作用第26頁/共40頁第二十六頁，共41頁。1、種類(zhngli)：2、作用部位：兩類Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶 第27頁/共40頁第二十七頁，共41頁。A A T T GCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用(zuyng)返回(fnhu)第28頁/共40頁第二十八頁，共41頁。DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同點點作用實質(zhì)作用實質(zhì)化學(xué)本

11、質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不不同同點點模板模板作用對象作用對象 作用結(jié)果作用結(jié)果用途用途都能催化(cu hu)形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)不需要(xyo)需要(xyo)形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制DNA連接酶與DNA聚合酶的比較只能將單個核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵第29頁/共40頁第二十九頁，共41頁。基因(jyn)進入受體細(xì)胞的載體 要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行生物體內(nèi)進行(jnxng)(jnxng)表達，首先得將這個基表達，首先得將這個基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將

12、外源基因送入細(xì)因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是載體。胞的工具就是載體。基因工程(jyn gngchng)的載體被喻為：分子運輸車作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？第30頁/共40頁第三十頁，共41頁。第31頁/共40頁第三十一頁，共41頁。載體(zit)的作用載體(zit)的必要條件載體(zit)的種類閱讀課本第6頁“分子運輸車”運載體的相關(guān)內(nèi)容，填寫下表自主學(xué)習(xí)質(zhì)粒病毒：、動植物病毒等。 第32頁/共40頁第三十二頁，共41頁。有標(biāo)記(bioj)基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割(qig)位點能復(fù)制(fzh)并帶著插入的目的基因一起復(fù)制(fzh)質(zhì)粒裸露的、

13、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用運載體質(zhì)粒 實際上在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進行過人工改造的。第33頁/共40頁第三十三頁，共41頁。課本知識(zh shi)回顧 基因工程又叫做 或 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來(ch li)，加以 _，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀?；蚱唇?pn ji)技術(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地第34頁/共40頁第三十四頁，共41頁。DNA 重組技術(shù)(jsh)的基本工具“分子(fnz)手術(shù)刀” “分子(fnz)縫合針” “

14、分子運輸車”限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶基因進入受體細(xì)胞的載體第35頁/共40頁第三十五頁，共41頁。原核生物中分離(fnl)純化出來特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端平末端第36頁/共40頁第三十六頁，共41頁。1、種類(zhngli)：2、作用部位：兩類連接(linji)黏性末端Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端第37頁/共40頁第三十七頁，共41頁。通常(tngchng)有三種:作為載體的條件： 在進行基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是在 質(zhì)粒噬菌體衍生物動植物病毒(bngd)天然質(zhì)粒人工改造的能自我復(fù)制；有切割位點；有遺傳標(biāo)記基因；對受體細(xì)胞無害、易分離基礎(chǔ)上進行過第38頁/共40頁第三十八頁，共41頁。在基因工程中，切割(qig)運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）同種限制酶 B. 兩種限制酶同種連接酶 D. 兩種連接酶第39頁/共40頁第三十九頁，共41頁。感謝您的欣賞(xnshng)！第40頁/共40頁第四十頁，共41