DNA重組技術的基本工具文課件

乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)轉魚抗寒基因的番茄乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)轉魚抗寒基因的番茄1轉基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉轉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3DNA重組技術的基本工具DNA重組技術的基本工具41.復習：（1）基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。1.復習：（1）基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術或D5基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質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→拼接→導入→表達基因重組（2）有關基因工程概念理解基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼62.復習：（1）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與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)問題1：上述培育抗蟲棉的關鍵步驟是什么？2.復習：（1）基因工程培育抗蟲棉的簡要過程普通棉花(無抗蟲7（2）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提取出來關鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接關鍵步驟三：抗蟲基因導入受體(棉花)細胞（2）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8問題2：解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具？關鍵步驟一的工具：關鍵步驟二的工具：關鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體問題2：關鍵步驟一的工具：基因的剪刀——限制酶9DNA重組技術的基本工具本節(jié)知識內容§1DNA重組技術的基本工具新授課：專題一基因工程“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DNA重組技術的基本工具本節(jié)知識內容§1DNA重組技10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”——限制性核酸內切酶粘性末端平末端專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中11大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶什么叫黏性末端？大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別G12限制酶什么叫黏性末端？限制酶什么叫黏性末端？13什么叫黏性末端？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。什么叫黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈14什么叫平末端？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。什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處15DNA重組技術的基本工具文課件16要想獲得某個目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？一個目的基因有幾個黏性末端？要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端，兩個。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？會產(chǎn)生相同的黏性末端。要想獲得某個目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性17二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

磷酸二酯鍵

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：兩類E·c18問題3：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？答：不是一回事?；蚬こ讨兴玫倪B接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E·coli連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4連接酶。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口（nick），而不能連接單鏈DNA。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵，那么，二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢？問題3：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？19（1）DNA聚合酶只能將單個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DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與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，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。（1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的末端上20外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？“分子運輸車”——載體。載體的作用有哪些？作用一：將目的基因轉移到受體細胞中去。作用二：目的基因隨載體的復制而復制。三、“分子運輸車”—基因進入受體細胞的載體：外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？“21常用的載體主要有兩類：1）質粒2）噬菌體或某些動植物病毒原理：病毒，細菌等的侵染性。三、“分子運輸車”—基因進入受體細胞的載體：了解質粒：是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，且具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。質粒是基因工程最常用的運載體。有的一個細菌中有一個，有的一個細菌中有多個。提問：所有的質粒都可以作為運載體嗎？常用的載體主要有兩類：原理：病毒，細菌等的侵染性。三、“分22作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)定地保存。2）具有一個或多個限制酶切點，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。5）大小應適合，便于提取和體外操作為什么質?？梢宰鳛榛蚬こ套畛Ｓ玫倪\載體呢？作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)23基因操作的工具一.“分子手術刀":限制性核酸內切酶來源:主要來自原核生物作用:將外來的DNA切斷結果:產(chǎn)生黏性末端或平末端二.“分子縫合針”:DNA連接酶分類:E·coliDNA連接和T4DNA連接酶作用:把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來三.“分子運輸車”:基因進入受體細胞的載體種類:質粒、動植物病毒等條件:自我復制、限制酶切點、標記基因、安全的、大小應適合基因操作的工具一.“分子手術刀":限制性核酸內切酶來源:主要241.有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A、基因工程技術能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種B、重組DNA的形成在細胞內完成C、目的基因須由運載體導入受體細胞D、質粒都可作為運載體BD練習1.有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）BD252）以下說法正確的是（）A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質粒是基因工程中唯一的運載體C、載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來C2）以下說法正確的是263）下列不是基因載體具備的條件的是A、能自我復制（）B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環(huán)狀DNAD3）下列不是基因載體具備的條件的是D274）有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來B、限制性核酸內切酶可用于目的基因的獲得C、目的基因須由載體導入受體細胞D、人工合成目的基因不用限制性內切酶A4）有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A282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…。教材P7思考與探究12和7能連接形成…ACGT…教材P7思考與探究292.提示：迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細菌或霉菌中提取出來的，它們各自可以識別和切斷DNA上特定的堿基序列。細菌中限制酶之所以不切斷自身DNA，是因為微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，對于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在長期演化過程中，含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或者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2.提示：迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細菌303.提示：基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質粒，即獨立于細菌擬核處染色體DNA之外的一種可以自我復制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質粒都可以作為基因工程載體使用呢？其實不然，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。（1）載體DNA必需有一個或多個限制酶的切割位點，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所處的位置，還必須是在質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必需具備自我復制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制。（3）載體DNA必需帶有標記基因，以便重組后進行重組子的篩選。（4）載體DNA必需是安全的，不會對受體細胞有害，或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去。（5）載體DNA分子大小應適合，以便提取和在體外進行操作，太大就不便操作。實際上自然存在的質粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進行人工改造后才能用于基因工程操作。3.提示：基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質粒，即31DNA重組技術的基本工具文課件32T磷酸二酯鍵1234512345AT磷酸二酯鍵1234512345A33DNA重組技術的基本工具文課件34演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！35乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)轉魚抗寒基因的番茄乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)轉魚抗寒基因的番茄36轉基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉轉基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉37專題一基因工程專題一基因工程38DNA重組技術的基本工具DNA重組技術的基本工具391.復習：（1）基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。1.復習：（1）基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術或D40基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質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→拼接→導入→表達基因重組（2）有關基因工程概念理解基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼412.復習：（1）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與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)問題1：上述培育抗蟲棉的關鍵步驟是什么？2.復習：（1）基因工程培育抗蟲棉的簡要過程普通棉花(無抗蟲42（2）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提取出來關鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接關鍵步驟三：抗蟲基因導入受體(棉花)細胞（2）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43問題2：解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具？關鍵步驟一的工具：關鍵步驟二的工具：關鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體問題2：關鍵步驟一的工具：基因的剪刀——限制酶44DNA重組技術的基本工具本節(jié)知識內容§1DNA重組技術的基本工具新授課：專題一基因工程“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DNA重組技術的基本工具本節(jié)知識內容§1DNA重組技45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”——限制性核酸內切酶粘性末端平末端專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中46大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶什么叫黏性末端？大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別G47限制酶什么叫黏性末端？限制酶什么叫黏性末端？48什么叫黏性末端？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。什么叫黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈49什么叫平末端？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。什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處50DNA重組技術的基本工具文課件51要想獲得某個目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？一個目的基因有幾個黏性末端？要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端，兩個。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？會產(chǎn)生相同的黏性末端。要想獲得某個目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性52二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

磷酸二酯鍵

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：兩類E·c53問題3：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？答：不是一回事?；蚬こ讨兴玫倪B接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E·coli連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4連接酶。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口（nick），而不能連接單鏈DNA。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵，那么，二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢？問題3：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？54（1）DNA聚合酶只能將單個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DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與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，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。（1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的末端上55外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？“分子運輸車”——載體。載體的作用有哪些？作用一：將目的基因轉移到受體細胞中去。作用二：目的基因隨載體的復制而復制。三、“分子運輸車”—基因進入受體細胞的載體：外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？“56常用的載體主要有兩類：1）質粒2）噬菌體或某些動植物病毒原理：病毒，細菌等的侵染性。三、“分子運輸車”—基因進入受體細胞的載體：了解質粒：是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，且具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。質粒是基因工程最常用的運載體。有的一個細菌中有一個，有的一個細菌中有多個。提問：所有的質粒都可以作為運載體嗎？常用的載體主要有兩類：原理：病毒，細菌等的侵染性。三、“分57作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)定地保存。2）具有一個或多個限制酶切點，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。5）大小應適合，便于提取和體外操作為什么質粒可以作為基因工程最常用的運載體呢？作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)58基因操作的工具一.“分子手術刀":限制性核酸內切酶來源:主要來自原核生物作用:將外來的DNA切斷結果:產(chǎn)生黏性末端或平末端二.“分子縫合針”:DNA連接酶分類:E·coliDNA連接和T4DNA連接酶作用:把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來三.“分子運輸車”:基因進入受體細胞的載體種類:質粒、動植物病毒等條件:自我復制、限制酶切點、標記基因、安全的、大小應適合基因操作的工具一.“分子手術刀":限制性核酸內切酶來源:主要591.有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A、基因工程技術能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種B、重組DNA的形成在細胞內完成C、目的基因須由運載體導入受體細胞D、質粒都可作為運載體BD練習1.有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）BD602）以下說法正確的是（）A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質粒是基因工程中唯一的運載體C、載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來C2）以下說法正確的是613）下列不是基因載體具備的條件的是A、能自我復制（）B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環(huán)狀DNAD3）下列不是基因載體具備的條件的是D624）有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來B、限制性核酸內切酶可用于目的基因的獲得C、目的基因須由載體導入受體細胞D、人工合成目的基因不用限制性內切酶A4）有關基因工程的敘述中，錯誤的是（）A632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