生物：《DNA重組技術(shù)的基本工具》課件

乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄1轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉2專題一基因工程專題一基因工程3基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ痰母拍罨蚬こ逃纸凶龌蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)。通4基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果基因拼5基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲特性)蘇云金芽6基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運(yùn)載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽7解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：基因8DNA重組技術(shù)的基本工具§1DNA重組技術(shù)的基本工具專題一基因工程“分子手術(shù)刀”──限制酶

“分子縫合針”──DNA連接酶

“分子運(yùn)輸車”──基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

DNA重組技術(shù)的基本工具§1DNA重組技術(shù)的基本工具9識(shí)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(gè)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(lái)的一種酶。能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。4000種。1、來(lái)源：2、種類：3、作用：一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)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10大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。4.舉例大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，11

EcoRⅠ黏性末端黏性末端GobackEcoRⅠ黏性末端黏性末端Goback12被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)13SmaⅠ平末端平末端SmaⅠ平末端平末端14生物：《DNA重組技術(shù)的基本工具》課件15T磷酸二酯鍵1234512345AT磷酸二酯鍵1234512345A16二、“分子縫合針”——DNA連接酶2、種類：兩類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

磷酸二酯鍵DNA連接酶將限制酶切下來(lái)的DNA片段拼接成新的DNA分子。1、作用：二、“分子縫合針”——DNA連接酶2、種類：兩類E·c17可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶即恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，E·co18

DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？（1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。因此DNA連接酶不需要模板。此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不相同。DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？（1）DNA19三、“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：1.作用：作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中2.種類：質(zhì)粒，噬菌體的衍生物，動(dòng)植物病毒等，最常用運(yùn)載體的是質(zhì)粒質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)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分子三、“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：1.作用：作20能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在，將來(lái)可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在21基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質(zhì)粒（plasmid），即獨(dú)立于細(xì)菌擬核處染色體DNA之外的一種可以自我復(fù)制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質(zhì)粒都可以作為基因工程載體使用呢？其實(shí)不然，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。（1）載體DNA必需有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。（2）載體DNA必需具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制。（3）載體DNA必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行重組子的篩選。（4）載體DNA必需是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。（5）載體DNA分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作，太大就不便操作。實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質(zhì)粒（plasmi22乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄23轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉24專題一基因工程專題一基因工程25基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ痰母拍罨蚬こ逃纸凶龌蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)。通26基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果基因拼27基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲特性)蘇云金芽28基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運(yùn)載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽29解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：基因30DNA重組技術(shù)的基本工具§1DNA重組技術(shù)的基本工具專題一基因工程“分子手術(shù)刀”──限制酶

“分子縫合針”──DNA連接酶

“分子運(yùn)輸車”──基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

DNA重組技術(shù)的基本工具§1DNA重組技術(shù)的基本工具31識(shí)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(gè)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(lái)的一種酶。能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。4000種。1、來(lái)源：2、種類：3、作用：一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)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32大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。4.舉例大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，33

EcoRⅠ黏性末端黏性末端GobackEcoRⅠ黏性末端黏性末端Goback34被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)35SmaⅠ平末端平末端SmaⅠ平末端平末端36生物：《DNA重組技術(shù)的基本工具》課件37T磷酸二酯鍵1234512345AT磷酸二酯鍵1234512345A38二、“分子縫合針”——DNA連接酶2、種類：兩類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

磷酸二酯鍵DNA連接酶將限制酶切下來(lái)的DNA片段拼接成新的DNA分子。1、作用：二、“分子縫合針”——DNA連接酶2、種類：兩類E·c39可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶即恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，E·co40

DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？（1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。因此DNA連接酶不需要模板。此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不相同。DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？（1）DNA41三、“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：1.作用：作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中2.種類：質(zhì)粒，噬菌體的衍生物，動(dòng)植物病毒等，最常用運(yùn)載體的是質(zhì)粒質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)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分子三、“分子運(yùn)輸車”—基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：1.作用：作42能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在，將來(lái)可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制有切割位點(diǎn)有標(biāo)記基因的存在43基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質(zhì)粒（plasmid），即獨(dú)立于細(xì)菌擬核處染色體DNA之外的一種可以自我復(fù)制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質(zhì)粒都可以作為基因工程載體使用呢？其實(shí)不然，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。（1）載體DNA必需有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片