DNA重組技術的基本工具(36)（PPT40頁)

1、復習1、生物體的遺傳物質是什么？ 2、為什么生物界的各種生物間的 性狀有如此大的差別呢？3、生物的性狀是怎樣表達的？12基因工程的產(chǎn)物：多彩小魚轉基因小鼠轉基因小豬辣椒香蕉藍色玫瑰黑籽番茄3專題一基因工程4基因工程的概念： 基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。該技術是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。5一、基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結果基因拼接技術或DNA重組技術 生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切

2、拼接 導入 表達6科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程早期基礎理論孟德爾提出基因的分離定律和自由組合定律7科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程早期基礎理論摩爾根證明基因在染色體上， 并提出基因的連鎖互換定律。8科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程早期基礎理論艾弗里證明DNA是主要遺傳物質，DNA可從一種生物個體轉移到另一種生物個體。9科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程早期基礎理論克里克等提出中心法則DNARNA蛋白質轉錄翻譯逆轉錄復制10科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程早期基礎理論1963年尼倫伯格和馬太破譯編碼氨基酸的遺傳密碼，1966

3、年霍拉納用實驗加以證明。11科技探索之路：基礎理論和技術發(fā)展催生了基因工程1)基因轉移載體的發(fā)現(xiàn) 2)工具酶的發(fā)現(xiàn)3)DNA合成和測序技術的發(fā)明4)DNA體外重組的實現(xiàn) 5)重組DNA表達實驗的成功6)第一例轉基因動物問世 7)PCR技術的發(fā)明沒有基礎理論的研究成果，沒有技術方面的創(chuàng)新發(fā)明，基因工程不可能誕生，也不可能迅速崛起。12基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)重組DNA導入形成思考：在以上過程中關鍵步驟或難點是什么？13基因工程培育抗蟲棉的關鍵步驟：關鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來關

4、鍵步驟二：抗蟲基因與棉花DNA“縫合”關鍵步驟三：抗蟲基因進入棉花細胞“分子手術刀” 限制性核酸內(nèi)切酶“分子縫合針” DNA連接酶“分子運輸車”載體141-1 DNA重組技術的基本工具“分子手術刀” 限制酶 “分子縫合針” DNA連接酶 “分子運輸車” 基因進入受體細胞的載體 15識別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中分離純化出來的一種酶。4000種。 1、來源： 2、種類：3、作用：4、結果：形成兩種末端一、 “分子手術刀” 限制性核酸內(nèi)切酶粘性末端平末端酶的特異性16一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術刀”1來源：

5、主要從原核生物中分離純化。2作用：識別特定核苷酸序列，使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。3作用結果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。思考：限制酶在于原核生物中的作用？17思考在自然界中有一些生物的DNA可能進入另一種生物的細胞中。我們有沒有學過相關的實例？現(xiàn)今存在的生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而滅絕，仍能保持一種穩(wěn)定狀態(tài)？怎樣才能使外來的DNA失效從而保護自身？18 原核生物很容易受到自然界中外源DNA的入侵，但是長期的進化過程中，這些原核生物卻沒有因為外源DNA的入侵而滅絕。 根據(jù)我們剛剛掌握的知識，你能推測這其中的原因嗎？ 原核生物細胞中的限制酶會將外源DNA

6、切割掉，使之失效，以保證自身的安全，但是不會切割自身的DNA，這是原核生物在長期進化過程中形成的一套防御機制。尋根問底：19ATGCATGC2、作用：限制酶切割磷酸二酯鍵203、結果：形成黏性末端EcoR黏性末端黏性末端21什么叫黏性末端？ 當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開時，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。22Sma平末端 平末端3、結果：形成平末端23什么叫平末端？ 當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，這樣的切口叫平末端。24動手操作吧！1、CTGCAG2、GCGC25基因的針

7、線DNA連接酶切斷的DNA片段要與受體細胞的DNA連接，你覺得可以用什么酶？26作用部位：是磷酸二酯鍵（扶手）不是氫鍵（梯子） DNA連接酶將兩條DNA鏈連接起來的酶。27連接酶類型類型EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶來源功能大腸桿菌T4噬菌體恢復磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低)相同點差別二、“分子縫合針” DNA連接酶28兩DNA片段要具有互補的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“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！29DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4 DNA連接酶還可

8、把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低DNA連接酶的縫合作用30A 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31基因進入受體細胞的載體 要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去！能將外源基因送入細胞的工具就是載體。32基因進入受體細胞的載體假如目的基因導入受體細胞后不能復制將怎樣？作為載體沒有切割位點將怎樣？目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？如果載體對受體細胞有害將怎樣？33三、“分子運輸車” 載體1載體需要的條件：1.能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。2.有一個至

9、多個限制酶切點，以便與外源基因連接。3.具有某些標記基因，便于進行篩選。4.對受體細胞無害。2常用運載體：細菌的質粒噬菌體衍生物或某些動植物病毒。34認識常用的載體質粒 質粒主要存在于細菌和酵母菌體內(nèi)。 質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于染色體或細菌擬核之外，能自我復制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子。35常用的載體：質粒能復制并帶著插入的目的基因一起復制有切割位點有標記基因的存在，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基鑒別 質粒主要存在于細菌和酵母菌體內(nèi)。 質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于染色體或細菌擬核之外，能自我復制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子。362和7能連接形成ACGT TGCA；4和8能連接形成GAATTC CTTAAG；3和6能連接形成GCGC CGCG；1和5能連接形成CTGCAG GACGTC。37課堂練習：在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）A. 同種限制酶 B. 兩種限制酶C. 同種連接酶 D. 兩種連接酶A38課堂練習：2.不屬于質粒被選為基因運載體的理由是 （ ） A、能復制 B