基因工程基本工具

基因工程基本工具第一頁，共30頁。家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮第二頁，共30頁。定向基因改造設想

:設想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細菌“吐出”蠶絲？設想二能否讓微生物產生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？設想三經過多年的努力，科學家于20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術——基因工程。第三頁，共30頁。第四頁，共30頁。專題1基因工程1.1DNA重組技術的基本工具第五頁，共30頁。一、基因工程的概念1、概念：基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉基因等技術,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品.又叫做DNA的重組技術.2、含義第六頁，共30頁。操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結果生物體外基因ＤＮＡ分子水平剪切拼接導入檢測與表達人類需要的新的生物類型和生物產品3、實質基因重組第七頁，共30頁。例基因工程培育抗蟲棉的簡要過程蘇云金芽孢桿菌(有抗蟲特性)普通棉花(無抗蟲特性)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)提取第八頁，共30頁。二、基因操作的工具1、基因的剪刀——限制性內切酶2、基因的針線——DNA連接酶3、基因的運輸工具——運載體第九頁，共30頁。1、

分子手術刀——限制性內切酶分布：主要在原核生物中作用：識別雙鏈DNA分子某種特定核苷酸序，并且將特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開特點：識別序列和酶切位點的專一性結果：產生黏性未端或平末端舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開第十頁，共30頁。GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意圖：CTTAAG第十一頁，共30頁。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。第十二頁，共30頁。切割DNA分子時產生的兩種不同末端黏性末端平末端第十三頁，共30頁。要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？要切兩個切口，產生四個黏性末端。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？

會產生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。第十四頁，共30頁。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在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。（斷開的不是氫鍵）第十五頁，共30頁。2、分子縫合針——DNA連接酶連接的部位：作用:種類：磷酸二酯鍵（“梯子”的扶手處），不是氫鍵（“梯子”的踏板處）E.coliDNA連接酶（來自大腸桿菌只能連接黏性末端）T4DNA連接酶（來自噬菌體可連接粘性末端和平末端）將雙鏈DNA片斷縫合起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵第十六頁，共30頁?；虻尼樉€——DNA連接酶

DNA連接酶連接形成磷酸二酯鍵第十七頁，共30頁。用相同的限制性內切酶切割第十八頁，共30頁。第十九頁，共30頁。目的基因第二十頁，共30頁。第二十一頁，共30頁。思考：（１）用DNA連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接幾個磷酸二酯鍵？（２）用限制酶切下一個特定基因要切斷幾個磷酸二酯鍵？２個４個第二十二頁，共30頁。３、分子運輸車——運載體作用：具備的條件：種類：將外源基因送入受體細胞。能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存具有多個限制酶切點具有某些標記基因質粒、噬菌體和動植物病毒第二十三頁，共30頁。最常用運載體：質粒第二十四頁，共30頁。大腸桿菌的質粒：

最常用的質粒是大腸桿菌的質粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標記基因。質粒的存在與否對宿主細胞生存沒有決定性作用，但復制只能在宿主細胞內完成。第二十五頁，共30頁。質粒的特點：1、質粒是基因工程中最常用的運載體；2、存在于許多細菌及酵母菌等生物中；3、質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，并且具有自我復制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子4、最常用的質粒是大腸桿菌的質粒；5、質粒的存在對宿主細胞無影響；6、質粒的復制只能在宿主細胞內完成。第二十六頁，共30頁。1）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出來C鞏固練習第二十七頁，共30頁。2）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DNAD鞏固練習第二十八頁，共30頁。3）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