基因工程培训课程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),转鱼抗寒基因的番茄,专题：基因工程,基因工程：,基因工程,是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过,体外,DNA,重组,和,转基因等技术,赋予生物以新的,遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的,生物类型,和,生物产品,。由于基因工程是在,DNA,分子水平上,进行设计,施工，因此叫做,DNA,的重组技术,。,注：基因工程能定向改造生物的遗传性状,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,实质（原理）,结果,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,(,人工）基因重组,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体,DNA,拼接,导入,棉花细胞,(,含,抗虫基因,),棉花植株,(,有,抗虫特性,),上述培育抗虫棉的,关键步骤,是什么？,基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内,提取出来,关键步骤二：,抗虫基因,与运载体,DNA,连接,关键步骤三：,抗虫基因,导入受体,(,棉花,),细胞,1.1 DNA,重组技术的基本工具：,1,、限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,2,、,DNA,连接酶,“,分子缝合针”,3,、基因进入受体细胞的载体,“,分子运输车”,1,、限制性核酸内切酶,2,特点： 识别,双链,DNA,分子中,特定,核苷酸序列，在,特定,的位点切割（特异性）。,1,分布：,主要在原核生物中,限制酶所识别的序列有,什么特点,？,限制酶所识别的序列，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向对称重复排列,的。,限制酶识别序列的中轴线,3,结果：,打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。,磷酸二酯键,G,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,什么叫黏性末端？,当限制酶,从识别序列的中心轴线两侧切开时，,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个,伸出的核苷酸,，他们之间正好,互补配对,，这样的切口叫,黏性末端,。,EcoR ,什么叫平末端？,当限制酶,从识别序列的中心轴线处切开时，,切开的,DNA,两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫,平末端,。,1.,黏性末端和平末端都由限制酶进行切割产生，下列说法正确的是（ ）,A.,切割这两种末端可以用同一种限制酶,B.,切割这两种末端需不同的限制酶,C.,这两种末端可以相互拼接,D.,拼接时，限制酶参与拼接过程,B,如果把两种不同来源的,DNA,的用,同一种,限制酶（如,EcoR,）来切割，会怎样呢？,会产生互补的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,二、,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用部位：,E,coli DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,磷酸二酯键,DNA,连接酶,可把黏性末端,之间的缝隙“缝合”,起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的,DNA,分子就形成了。,GAATTC,CTTAAG,GAATTC,CTTAAG,EcoR,G,AATTC,CTTAA,G,G,AATTC,CTTAA,G,不同来源的,DNA,片段混合,将不同种来源的,DNA,片段连接起来,生物,A,基因片段,生物,B,基因片段,G,AATTC,CTTAA,G,G,AATTC,CTTAA,G,酶切,P6,寻根问底：,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗？为什么？,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,连接,DNA,链,连接部位,模板,结果,双链,单链,DNA,片段间形成磷酸二酯键,单个核苷酸与,DNA,片段间形成磷酸二酯键,不需要模板,需要模板,将,DNA,片段连接成重组,DNA,分子,合成新的,DNA,分子,2.,关于,DNA,连接酶的叙述正确的是（ ）,A.DNA,连接酶将单个核苷酸连接到,DNA,片段上,B.DNA,连接酶将两条单链,DNA,连接起来,C.DNA,连接酶可形成磷酸二酯键,D.DNA,连接酶与,DNA,聚合酶作用相同,C,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。,三、,“,分子运输车,”,基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件：,有一个至多个限制酶切点（每种酶的切点最好只有一个），以连接外源基因,对受体细胞无害,具有自我复制能力或整合到染色体的,DNA,上，随染色体,DNA,进行同步复制,有某些标记基因，便于筛选, 运载体的种类：,细菌的质粒,(,plasmid,),噬菌体衍生物或某些动植物病毒,假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？,作为分子运输车,载体，如果没有切割位点将会怎样？,霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？,目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？,质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是在天然质粒基础上,人工改造,而成的。,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,3.,下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）,A.,重组,DNA,技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶和载体,B.,所有限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列,C.,一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体,D.,细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体,C,4.,下列关于质粒的叙述，正确的是（ ）,A.,质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器,B.,质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型环状,DNA,分子,C.,质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制,D.,细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的,B,限制酶在原核生物中作用：,切割外源,DNA,，使之失效，从而达到保护身的目的。,为什么限制酶不剪切自身的,DNA,？,1,、其,DNA,分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,2,、或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,模拟制作：,用,EcoR,在特定部位对某载体,DNA,进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。,TCCTA,G,AGGAT,CTTA,A,A,ATTC,TCGGTAT,G,G,AGCCATA,CTTA,A,A,ATTC,CATAC,G,GTATG,ATAGCATGCTATCCAT,G,TATCGTACGATAGGTA,CTTA,A,A,ATTC,GGCATAC,G,CCGTATG,重组,DNA,分子的模拟操作,基因表达载体的构建过程,质粒,DNA,分子,限制酶处理,两个切口,获得目的基因,DNA,连接酶,重组,DNA,分子（重组质粒）,同一种,一个切口,两个黏性末端,1下列四个DNA分子片段，彼此间具有互补黏性末端的一组是,（ ）,A,B,C,D,练习,B,2、,（双选）下列关于限制酶的说法不正确的是（,）,A. 限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布,B. 自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因,C. 不同的限制酶切割的切点不同,D一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,AB,3、图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（,）,A.,B.,C.,D.,C,4,、,限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割,DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶,BamH,I，,EcoR,I,，,Hind,以及,Bgl,的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的,DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？,（ ）,A.,BamH,I和,EcoR,I；末端互补序列,AATT,B.,BamH,I和,Hind,；末端互补序列,GATC,C.,EcoR,I和,Hind,；末端互补序列,AATT,D.,BamH,I和,Bgl,II；末端互补序列,GATC,D,DNA,重组技术的基本工具,“,分子手术刀”,“,分子缝合针”,“,分子运输车”,限制酶,DNA,连接酶,基因进入受体细胞的,载体,课本知识回顾,限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。,识别双链,DNA,分子的某种 ，并且使每一条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的 断开。,形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,黏,性末端,平末端,二、 “分子缝合针”, DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用部位：,两类,Ecoli DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,磷酸二酯键,基因进入受体细胞的,载体,通常有三种,:,在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在 基础上进行过,的,质粒,噬菌体衍生物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,