基因工程操作工具課件

選修3：現(xiàn)代生物科技專題能發(fā)光的水母能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚1選修3：現(xiàn)代生物科技專題選修3：現(xiàn)代生物科技專題選修3：現(xiàn)代生物科技專題人胰島素選修3：現(xiàn)代生物科技專題基因“嫁接”選修3：現(xiàn)代生物科技專題思考1、什么是基因？基因是指具有遺傳效應(yīng)的DNA片段2、基因的作用是什么？通過轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)遺傳信息。選修3：現(xiàn)代生物科技專題沃森和克里克：闡明ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)尼倫貝格：破譯遺傳密碼艾弗里：證明ＤＮＡ是遺傳物質(zhì)

19441973年:美\科恩：將兩種不同來源的ＤＮＡ分子進(jìn)行體外重組，并首次實(shí)現(xiàn)了在大腸桿菌中的表達(dá)，創(chuàng)立了定向改造生物的新技術(shù)—–基因工程19531960

1966基因工程的理論鋪墊選修3：現(xiàn)代生物科技專題將人的胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中，通過微生物的發(fā)酵使大腸桿菌表達(dá)人的胰島素基因，從而獲得人的胰島素。每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價(jià)格降低了

30%-50%!探究選修3：現(xiàn)代生物科技專題基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)生物體外生物體外基因基因DNADNA分子水平分子水平““剪切剪切”“”“拼接拼接”“”“導(dǎo)入導(dǎo)入”“”“表達(dá)表達(dá)””基因工程名稱操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過程結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物人類需要的基因產(chǎn)物基因工程是指：在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“切割”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向改造生物的遺傳性

狀。選修3：現(xiàn)代生物科技專題的發(fā)現(xiàn)自主探究1、基因工程誕生于20世紀(jì)70年代，

DNA是生物遺傳物質(zhì)

的發(fā)現(xiàn)，

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

的確立和

遺傳信息傳遞方式

的認(rèn)定是基因工程誕生的理論基礎(chǔ)。和

質(zhì)粒載體2、限制性核酸內(nèi)切酶

、

DNA連接酶與應(yīng)用是基因工程誕生的技術(shù)基礎(chǔ)。選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'3'5'選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。識(shí)別序列什么叫黏性末端？當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開時(shí)，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。13選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶1）作用：識(shí)別并切割DNA分子內(nèi)一小段特殊的核苷酸序列。選修3：現(xiàn)代生物科技專題EcoR

I

5’-G

AATTC-3’EcoR

V

5’-GAT

ATC-3’3’-CTTAA

G-5’3’-CTA

TAG-5’Pst

I

5’-CTGCA

G-3’3’-G

ACGTC-5’Sam

I

5’-GGG

CGC-3’3’-CCC

GGG-5產(chǎn)生粘性末端產(chǎn)生平齊末端1、限制性核酸內(nèi)切酶選修3：現(xiàn)代生物科技專題黏性末端和平末端選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶來源：細(xì)菌及酵母菌特異性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種?；瘜W(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、限制性核酸內(nèi)切酶5）作用部位：②

磷酸二酯鍵①③②選修3：現(xiàn)代生物科技專題EcoRI

識(shí)別序列：5'

G^AATTC

3'BamHI

識(shí)別序列：

5'

G^GATCC

3'HindIII

識(shí)別序列：

5'

A^AGCTT

3'1、限制性核酸內(nèi)切酶常見的限制酶的識(shí)別序列與酶切位點(diǎn)選修3：現(xiàn)代生物科技專題5’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’

BamHⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ練習(xí)：試寫出下面三種限制酶切割后所產(chǎn)生的粘性末端選修3：現(xiàn)代生物科技專題2、DNA連接酶1）作用：將具有末端堿基互補(bǔ)的2個(gè)DNA片段連接在一起，形成重組DNA分子。GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGDNA連接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G選修3：現(xiàn)代生物科技專題5′

AATTC·

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GG·

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CTTAA

5′G·

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·CTTAA5′

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G5′(1)

(2)GG·

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CTTAA5′

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· AATTC·

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CTTAA

5′GAATTCCTTAAGDAN連接酶5′

AATTC·

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GG·

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·

CTTAA

5′(1)(2)DNA連接酶選修3：現(xiàn)代生物科技專題2、DNA連接酶連接部位： 形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGDNA連接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G選修3：現(xiàn)代生物科技專題2、DNA連接酶4）類型①大腸桿菌連接酶（Ecoli

DNA連接酶）只能連接粘性末端。②T4噬菌體連接酶（T4DNA連接酶）不但能連接粘性末端，還能連接齊平末端。選修3：現(xiàn)代生物科技專題?…CTGCA…G?…G…CTTAA?

G…ACGTC…④

AATTC…G…練習(xí)：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相應(yīng)DNA連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是AA.

??；?④C.

?④；??B.

??；?④D.以上都不對(duì)選修3：現(xiàn)代生物科技專題3、(運(yùn)）載體1）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)為什么要用（運(yùn)）載體？目的基因不是一個(gè)完整的DNA分子，是DNA的一個(gè)片段，它不能自我復(fù)制和表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）。載體可以①運(yùn)送外源基因高效轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，②為外源基因提供復(fù)制能力或整合能力，③為外源基因的擴(kuò)增或表達(dá)提供必要的條件。選修3：現(xiàn)代生物科技專題3、(運(yùn)）載體2）載體具備的條件①在宿主細(xì)胞內(nèi)能獨(dú)立復(fù)制和表達(dá)（含有復(fù)制位點(diǎn)、啟動(dòng)子和終止子）②具有合適的標(biāo)記基因，便于重組DNA的篩選；③具備多個(gè)酶切位點(diǎn)，便于外源基因插入；④分子量小，拷貝數(shù)多。選修3：現(xiàn)代生物科技專題3、(運(yùn)）載體載體與目的基因形成的重組DNA分子選修3：現(xiàn)代生物科技專題3、(運(yùn)）載體常見載體：質(zhì)粒①什么是質(zhì)粒：質(zhì)粒是獨(dú)立于核DNA以外的能自主復(fù)制的裸露的雙鏈環(huán)狀小型DNA分子。②來源：廣泛從在于細(xì)菌細(xì)胞中，比病毒更簡(jiǎn)單。在霉菌、藍(lán)藻、酵母和一些動(dòng)植物細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了質(zhì)粒，目前對(duì)細(xì)菌的質(zhì)粒研究得比較深入，特別是大腸桿菌的質(zhì)粒。其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等選修3：現(xiàn)代生物科技專題質(zhì)粒質(zhì)粒是基因工

程最常用的運(yùn)載體，它廣泛地存在于細(xì)菌中，是細(xì)菌染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，

大小只有普通細(xì)菌擬核DNA的百分之一。選修3：現(xiàn)代生物科技專題工欲善其事，必先利其器?！蚬こ痰墓ぞ?、DAN分子手術(shù)刀——限制性核酸內(nèi)切酶2、DAN分子針線——DNA連接酶3、DAN分子運(yùn)輸車——質(zhì)粒選修3：現(xiàn)代生物科技專題1、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是（

C

）A、限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTC堿基序列

B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中2、DNA連接酶催化的反應(yīng)是(C)A．DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成氫鍵

B．黏性末端堿基之間形成氫鍵C．兩個(gè)DNA片段黏性末端之間的縫隙的連接

D．A、B、C都不正確A、目的基因上有標(biāo)記

C、重組質(zhì)粒能夠復(fù)制B、質(zhì)粒具有某些標(biāo)記基因

D．以上都不正確選修3：現(xiàn)代生物科技專題3、作為基因的運(yùn)輸工具——載體，必須具備的條件及理由是(B)A、能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)

C．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件

D、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選4、質(zhì)粒是基因工程最常見的載體，它的主要特點(diǎn)是(C

)①能自主復(fù)制

②不能自主復(fù)制

③結(jié)構(gòu)很?、苁堑鞍踪|(zhì)

⑤是環(huán)狀RNA

?是環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦

B、②④?

C．①③?⑦

D．②③?⑦5、在受體細(xì)胞中能檢測(cè)出目的基因是因?yàn)?B

)選修3：現(xiàn)代生物科技專題6、關(guān)于質(zhì)粒的敘述正確的是(A

)A、質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子

B、質(zhì)粒是唯一的載體C、重組質(zhì)粒是目的基因D、質(zhì)?？稍谒拗魍鈫为?dú)復(fù)制7、基因工程中可用作載體的是(A

)①質(zhì)粒

②噬菌體

③病毒

④動(dòng)物細(xì)胞核A、①②③

B、①②④

C．②③④

D、①③④8、下列關(guān)于基因工程中所選用的質(zhì)粒的說法，錯(cuò)誤的是(

B)A、不能沒有標(biāo)記基因B、是小型鏈狀的DNA分子

C、能夠自我復(fù)制

D．可與目的基因重組選修3：現(xiàn)代生物科技專題9、有關(guān)基因工程敘述正確的是（

D

）A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用

B、重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的

C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料